研究課題
基盤研究(C)
申請者は、これまでバイオインフォマティクス技術を駆使し、オリゴ糖合成に有用な新規糖質加リン酸分解酵素（ホスホリラーゼ）を数多く発見してきた。しかしながら、既知のホスホリラーゼの報告例は少なく、また既知の遺伝子情報を基にスクリーニングされるホスホリラーゼは既知酵素と配列の相同性を有するものに限定されてしまう。そこで本研究では、糖資化性を改変した大腸菌を用いた、新規ホスホリラーゼの探索に特化したメタゲノミクススクリーニング手法を構築し、従来の手法では発見することが困難であった難培養性微生物を含む様々な環境微生物由来の新規ホスホリラーゼを網羅的に探索する。
ホスホリラーゼは、無機リン酸存在下で糖質のグリコシド結合を非還元末端側から順次加リン酸分解する酵素である。その反応は可逆的であり、オリゴ糖を効率的に合成することが出来る上、厳密な位置選択性を活かして目的とするオリゴ糖の選択的合成が可能である。しかしながら、合成可能なオリゴ糖の種類はホスホリラーゼの種類に依存する。今後合成可能なオリゴ糖のバリエーション拡大には、新たな反応特異性を示すホスホリラーゼの発見が必須である。本研究では、バイオインフォマティクス手法に加え、糖資化性を改変した大腸菌を用いた新規ホスホリラーゼの探索に特化したメタゲノミクススクリーニング手法により新規酵素の探索を試みた。
新規ホスホリラーゼの探索は、新たな生体内糖代謝機構の提唱に繋がり、生物化学的意義から学術的に大変重要な研究である。さらに新規酵素群を活用したオリゴ糖高収率合成法の確立により、特性及び機能評価が未実施だった様々なオリゴ糖がライブラリー化され、且つ大量調製可能となり、様々な学術研究へのオリゴ糖供給が可能となる。また、オリゴ糖の網羅的機能性評価の実施により、これまで明らかにされてこなかったオリゴ糖の生理機能と構造の相関が解明されることで、今後特定の機能性を追求したオリゴ糖の選択・利用が可能になり、機能性オリゴ糖の食品及び医薬品素材として応用性を見出すことで、食品・医療産業界へ貢献を果たす。
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すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)
Gut microbes
巻: 13 号: 1 ページ: 1973835-1973835
10.1080/19490976.2021.1973835
