食品関連酵素の可動ループ機能の解明

• 研究課題/領域番号: 24380054
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 三上 文三 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40135611)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2014年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2013年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
• キーワード: 応用構造生物学 / タンパク質工学 / 酵素工学 / X線結晶構造解析 / 酵素反応機構 / タンパク質結晶構造解析 / 構造生物学 / タンパク質構造変化 / 食品関連酵素 / 酵素反応

研究成果の概要

タンパク質の機能はループ領域の構造変化によって発揮されることが多い。食糧関連酵素の機能に重要な可動ループの機能を解明するために、β‐アミラーゼとアルギン酸リアーゼの基質の取り込みと生成物の放出に重要な可動ループの構造と機能をアミノ酸変異体を利用して解析した。プロテイングルタミナーゼのプロ領域の変異体であるA47QとA47Eの構造解析によって本酵素の活性ポケット内では逆反応が可能なことを明らかにした。トランスグルタミナーゼについてはプロ領域の24残基のペプチドが酵素活性を阻害することを示し、このペプチドと成熟型トランスグルタミナーゼとの複合体のX線結晶構造解析を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Preliminary X-ray analysis of the binding domain of the soybean vacuolar sorting receptor complexed with a sorting determinant of a seed storage protein. (2015)
  • 著者名/発表者名: Maruyama, N., Goshi, T., Sugiyama, S., Niiyama, M., Adachi, H., Takano, K., Murakami, S., Inoue, T., Mori, Y., Matsumura, H., Mikami, B.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. F Struct. Biol. Commun. 巻: 71 号: 2 ページ: 132-135
  • DOI: 10.1107/s2053230x14027484
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Metabolic fate of unsaturated glucuronic/iduronic acids from glycosaminoglycans: molecular identification and structure determination of streptococcal isomerase and dehydrogenase. (2015)
  • 著者名/発表者名: Maruyama Y., Oiki S., Takase R., Mikami B., Murata K., Hashimoto, W.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 290 号: 10 ページ: 6281-6292
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.604546
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal structure of 5-formyl-3-hydroxy-2-methylpyridine 4-carboxylic acid 5-dehydrogenase, an NAD⁺-dependent dismutase from Mesorhizobium loti. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mugo, A.N,. Kobayashi, J., Mikami, B., Yoshikane, Y., Yagi, T., Ohnishi, K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 456 号: 1 ページ: 35-40
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.11.028
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structure-based conversion of the coenzyme requirement of a short-chain dehydrogenase/reductase involved in bacterial alginate metabolism. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takase, R., Mikami, B., Kawai, S., Murata, K., Hashimoto, W.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 号: 48 ページ: 33198-33214
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.585661
  • NAID: 120005690199
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal structure of class III chitinase from pomegranate provides the insight into its metal storage capacity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Masuda, T., Zhao, G., Mikami, B..
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 79 ページ: 45-50
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Atomic structure of recombinant thaumatin II reveals flexible conformations in two residues critical for sweetness and three consecutive glycine residues. (2014)
  • 著者名/発表者名: Masuda, T., Mikami, B., Tani, F.
  • 雑誌名: Biochimie. 巻: 106 ページ: 33-38
  • DOI: 10.1016/j.biochi.2014.07.016
  • NAID: 120005682566
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The crystal structure of a crustacean prophenoloxidase provides a clue to understanding the functionality of the type 3 copper proteins. (2014)
  • 著者名/発表者名: Masuda, T., Momoji, K., Hirata, T., Mikami, B.
  • 雑誌名: FEBS J. 巻: 281 号: 11 ページ: 2659-2673
  • DOI: 10.1111/febs.12812
  • NAID: 120005646484
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structure of 4-pyridoxolactonase from Mesorhizobium loti (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi J, Yoshikane Y, Yagi T, Baba S, Mizutani K, Takahashi N, Mikami B
  • 雑誌名: Acta Crystallogr F Struct Biol Commun. 巻: 70 号: 4 ページ: 424-432
  • DOI: 10.1107/s2053230x14003926
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal structure of a bacterial unsaturated glucuronyl hydrolase with specificity for heparin (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Nakamichi, Bunzo Mikami, Kousaku Murata. and Wataru Hashimoto
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 289 号: 8 ページ: 4787-4797
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.522573
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification, crystallization and preliminary crystallographic analysis of soybean mature glycinin A1bB2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Prak K, Mikami B, Itoh T, Fukuda T, Maruyama N, Utsumi S
  • 雑誌名: Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. 巻: 69 号: 8 ページ: 937-941
  • DOI: 10.1107/s1744309113019684
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induced-fit motion of a lid loop involved in catalysis in alginate lyase Al-III. (2012)
  • 著者名/発表者名: Mikami B.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 巻: 68 号: 9 ページ: 1207-1216
  • DOI: 10.1107/s090744491202495x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of a major seed storage protein, llS proglobulin, from Amaranthus hypochondriacus : insight into its physico-chemical properties (2012)
  • 著者名/発表者名: Tandang-Silvas MR. Cabanos CS. Carrazco Pena LD. De la Rosa AP, 0suna-Castro JA. Utsumi S. Mikami B, Maruyama N.
  • 雑誌名: Food Chem 巻: 135 号: 2 ページ: 819-826
  • DOI: 10.1016/j.foodchem.2012.04.135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of β-1, 4-mannanase from the common sea hare Aplysia kurodai at 1.05 Å resolution (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimihiko Mizutani, Sae Tsuchiya, Mayuko Toyoda, Yuko Naobu, Keiko Tomilaga, Keizo Yuasa, Nobuyuki Takahashi, Akihlko Tsuji and Bunzo Mikmi
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 巻: 68 号: 10 ページ: 1164-1168
  • DOI: 10.1107/s1744309112037074
  • 査読あり
• [学会発表] β-アミラーゼ／マルトース不幸剛体結晶構造のpH変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三上文三、河村和広、安達基泰、水谷公彦、高橋延行
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] 麹菌Aspergillus oryzae由来グルコアミラーゼのX線構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 永吉恵美、水谷公彦、高橋延行、三上文三、瀧井幸男
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] 甘味タンパク質ソーマチンの連続フェムト秒結晶構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 桝田哲哉、南後恵理子、菅原道泰、鈴木守、登野健介、城地保昌、亀島敬、PARK Jaehyun、SongChangyong、初井宇記、矢橋牧名、大久保喬平、三上文三、北畠直文、谷史人、岩田想
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] 連鎖球菌による哺乳類細胞外マトリクス（グルコサミノグリカン）の分解：不飽和グルクニルヒドロラーゼの反応機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中道優介、老木紗予子、三上文三、村田幸作、橋本渉
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] イネにおけるジベレリン代謝酵素の構造と機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹原清日、三上文三、樫尾徹、松岡信、上口美弥子
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] 市街吸収分光法とX線結晶構造解析によるリジル‐tRNA合成酵素とL‐リジンの結合の解析およびその融合適合機構に対する洞察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 滝田禎亮、三上文三、井上國世
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] ダイズβ-アミラーゼのSer297及びIl299変異体の酵素化学的性質と結晶構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河村和広、水谷公彦、高橋延行、三上文三
  • 学会等名: 2014年度日本農芸化学会関西支部大会（第486回講演会）
  • 発表場所: ・奈良先端科学技術大学院大学
  • 年月日: 2014-09-20
• [学会発表] Structure and Function Analysis of Geobacillus Starch Antistaling Enzyme (SAS) (2014)
  • 著者名/発表者名: Bunzo Mikami, Hirotaka Bitoh, Yurie Anzai, Kimihiko Mizutani, Nobuyuki Takahashi, Masamichi Okada, Shotaro, Yamaguchi
  • 学会等名: 23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-08-05 – 2014-08-12
• [学会発表] X線結晶構造解析によるダイズβ-アミラーゼの反応機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三上文三、姜有那、安達基泰、河村和広、水谷公彦、高橋延行
  • 学会等名: 日本農芸化学2013年度大会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] X線結晶構造解析による酵素機能の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三上文三
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部第477回講演会
  • 発表場所: 神尸大学大農学部(兵庫県神戸市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-01
• [学会発表] Crystal Structure of Protein-Glutaminase and Its Pro-Structures Similar to Enzyme- Substrate Complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Mikami B., Hashizume R., Mizutani K., Takahashi N., Matsubara H., Matsunaga A., Yamaguchi S.
  • 学会等名: 27th European Crystallographic Meetings
  • 発表場所: Bergen, Norway
  • 年月日: 2012-08-09
• [学会発表] 結晶構造から生化学へ-X線結晶構造解析による酵素機能の解明-機能解析における問題点 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三上文三
  • 学会等名: 第59回日本生化学会近畿支部例会シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス(京都府宇治市)
  • 年月日: 2012-05-19
• [学会発表] 結晶構造から探る食品関連酵素の機能
  • 著者名/発表者名: 三上文三
  • 学会等名: アグリバイオシンポジウム２０１３
  • 発表場所: 近畿大学農学部
  • 招待講演
• [学会発表] 微生物由来トランスグルタミナーゼの活性部位とプロ領域ペプチドとの相互作用
  • 著者名/発表者名: 森 光平、小林 淳、吉村 卓也、水谷 公彦、高橋 延行、星 由起子、山口 庄太郎、三上 文三
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部第 479 回 講演会
  • 発表場所: 京都府立大学
• [学会発表] Ｘ線結晶構造解析によるダイズβ-アミラーゼの反応機構の解明
  • 著者名/発表者名: 三上文三、姜有那、安達基泰、河村和広、水谷公彦、高橋延行
  • 学会等名: 日本農芸化学２０１４年度大会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス
• [備考] 応用構造生物学分野
  • URL: http://www.structure.kais.kyoto-u.ac.jp/
• [備考] 京都大学農学研究科応用生命科学専攻応用構造生物学分野
  • URL: http://www.applife.kais.kyoto-u.ac.jp/system/fck/11.pdf
• [備考] http://www.structure.kais.kyoto-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.structure.kais.kyoto-u.ac.jp/