| 研究課題/領域番号 |
21K05388
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38030:応用生物化学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
佐分利 亘 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (00598089)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | cellobiose 2-epimerase / mannose 2-epimerase / AGE superfamily / carbohydrate / mannose / cellobiose / mannose isomerase / マンノース2-エピメラーゼ / セロビオース2-エピメラーゼ / オリゴ糖 / 糖質 / 異性化 / キメラ酵素 / エピメラーゼ / イソメラーゼ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，セロビオース2-エピメラーゼ (CE) を用いた反応特異性の分子基盤の解明とマンノース2-エピメラーゼ (ME) の高活性変異酵素の開発を行う．CEに関しては，各種変異酵素の機能・構造解析，基質アナログへの反応解析を通じ反応特異性を支配する構造因子を解明する．MEに関する研究では，大腸菌外膜での組換え酵素生産系とマンノース資化能を失った変異株を用いた効率的高活性変異酵素スクリーニング技術を構築し，高活性変異酵素を開発する．
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| 研究成果の概要 |
糖質異性化酵素は糖質の酵素合成の多様化・高度化に欠かせない．本研究ではセロビオース2-エピメラーゼ (CE) の反応特異性の分子基盤の解明とマンノース2-エピメラーゼ (ME) の構造と機能の関係ならびに高活性化による実用的酵素の開発を目的とした。CEでは，触媒ドメインのN末端側の4本のα-ヘリックスからなる領域にイソメラーゼ活性に重要な構造が含まれること，還元末端の糖との相互作用残基Asnの小さなアミノ酸への置換がイソメラーゼへの特異性を飛躍的に高めることを明らかにした。MEについては高活性変異酵素の取得には至らなかったが，結晶構造を決定して，基質特異性に重要な構造を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では糖質の合成の多様化に貢献する糖質異性化酵素が示す反応特異性や基質特異性に関する分子機構の一端を解き明かすことができた．マンノース2-エピメラーゼの構造は本研究により初めて明らかにされたものであり，本酵素の基質特異性の分子基盤が解明されたことの学術的意義は大きい．また本研究で得られた知見は糖質のより高効率な合成酵素の開発や，合成される糖質の大量合成・機能解析へとつながるものと考えられ，機能性糖質の開発など応用に関する波及効果も大きく，社会的意義も大きいと考えられる．
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