新規ホスホリラーゼを活用した機能性オリゴ糖のライブラリー構築及び網羅的機能性評価

• 研究課題/領域番号: 24780095
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 中井 博之 新潟大学, 自然科学系, 助教 (00400002)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 酵素 / オリゴ糖 / 糖

研究概要

生体内糖質代謝に関与する糖質加リン酸分解酵素（ホスホリラーゼ）によるオリゴ糖合成収率は高く、産業上有用な酵素になり得る。しかしながら、既知のホスホリラーゼの報告例は少なく、今後生産可能なオリゴ糖のバリエーション拡大には、新たなホスホリラーゼの発見が必須であった。そこでglycoside hydrolase family 65、94、130に属する微生物由来のホスホリラーゼ様タンパク質の機能性解析を行った結果、これまで報告例のない基質特異性を示すホスホリラーゼを複数発見することができた。また今回得られた新規酵素群の糖受容体特異性を調査することで、多種多様なヘテロオリゴ糖の生産にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] 2-O-α-D-glucosylglycerol phosphorylase from Bacillus selenitireducens MLS10 possessing hydrolytic activity on β-D-glucose 1-phosphate (2014)
  • 著者名/発表者名: Nihira T., Saito Y., Ohtsubo K., Nakai H., Kitaoka M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 1 ページ: e86548-e86548
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0086548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of cellobionic acid phosphorylase in cellulolytic bacteria and fungi (2013)
  • 著者名/発表者名: Nihira T., Saito Y., Nishimoto M., Kitaoka M., Igarashi K., Ohtsubo K., Nakai H.
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 587 号: 21 ページ: 3556-3561
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.09.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potassium ion-dependent trehalose phosphorylase from halophilic Bacillus selenitireducens MLS10 (2013)
  • 著者名/発表者名: Nihira T., Saito Y., Chiku K., Kitaoka M., Ohtsubo K., Nakai H.
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 587
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of β-1,4-D-mannosyl-N-acetyl-D-glucosamine phosphorylase involved in the metabolism of N-glycans (2013)
  • 著者名/発表者名: Nihira T., Suzuki E., Kitaoka M., Nishimoto M., Ohtsubo K., Nakai H.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 288 号: 38 ページ: 27366-27374
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.469080
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent development of phosphorylases possessing large potential for oligosaccharide synthesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakai H., Kitaoka M., Svensson B., Ohtsubo K.
  • 雑誌名: Current Opinion in Chemical Biology 巻: 17 号: 2 ページ: 301-309
  • DOI: 10.1016/j.cbpa.2013.01.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Colorimetric Quantification of α-D-Mannose 1-Phosphate (2013)
  • 著者名/発表者名: Nihira T., Suzuki E., Kitaoka M., Nishimoto M., Ohtsubo K., Nakai H.
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｇｌｙｃｏｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 60 号: 2 ページ: 137-139
  • DOI: 10.5458/jag.jag.JAG-2012_019
  • NAID: 10031159346
  • ISSN: 1344-7882, 1880-7291
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Bacillus selenitireducens MLS10 maltose phosphorylase possessing synthetic ability for branched α-D-glucosyl trisaccharides (2012)
  • 著者名/発表者名: 仁平 高則、斉藤 由華、北岡 本光、大坪 研一、中井 博之
  • 雑誌名: Carbohydrate Research 巻: 360 ページ: 25-30
  • DOI: 10.1016/j.carres.2012.07.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of a laminaribiose phosphorylase from Acholeplasma laidlawii PG-8A and production of 1,3-β-D-glucosyl disaccharides (2012)
  • 著者名/発表者名: 仁平 高則、斉藤 由華、北岡 本光、西本 完、大坪 研一、中井 博之
  • 雑誌名: Carbohydrate Research 巻: 361 ページ: 49-54
  • DOI: 10.1016/j.carres.2012.08.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] プレバイオティクスとして有用な新規機能性オリゴ糖の生産開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中井 博之、Birte Svensson、大坪 研一
  • 雑誌名: 応用糖質科学 巻: 2 ページ: 117-121
  • NAID: 130005037730
  • 査読あり
• [雑誌論文] 糖質関連酵素が触媒する糖質合成反応を活用した新規オリゴ糖の生産開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中井 博之、仁平 高則、北岡 本光、大坪 研一
  • 雑誌名: 応用糖質科学 巻: 2 ページ: 223-224
  • 査読あり
• [学会発表] セロビオン酸ホスホリラーゼの発見 (2014)
  • 著者名/発表者名: 仁平高則, 斉藤由華, 西本完, 北岡本光, 五十嵐圭日子, 伏信進矢, 中井博之, 大坪研一
  • 学会等名: 日本農芸化学会平成26年度大会
  • 発表場所: 東京, 明治大学
• [学会発表] Saccharophagus degradans由来セロビン酸ホスホリラーゼのX線結晶構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 南ヨンウ, 仁平高則, 北岡本光, 中井博之, 荒川孝俊, 伏信進矢
  • 学会等名: 日本農芸化学会平成26年度大会
  • 発表場所: 東京, 明治大学
• [学会発表] ホスホリラーゼによる糖鎖合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中井博之
  • 学会等名: 日本農芸化学会平成26年度大会シンポジウム
  • 発表場所: 東京, 明治大学
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of Bacillus selenitireducens MLS10 maltose phosphorylase possessing synthetic ability for branchedα-D-glucosyl trisaccharides (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakai H., Nihira T., Saito Y., Kitaoka M., Ohtsubo K.
  • 学会等名: 10th Carbohydrate Bioengineering meeting
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
• [学会発表] Identification of Bacillus selenitireducens MLS10 maltose phosphorylase possessing synthetic ability for branched α-D-glucosyl trisaccharides (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakai H
  • 学会等名: 10th Carbohydrate Bioengineering meeting
  • 発表場所: Prague, Czech Republic, OREA Hotel Pyramida
• [学会発表] 新規酵素β-1,4-マンノシルN-アセチルグルコサミンホスホリラーゼ (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木絵里香, 仁平高則,北岡本光, 西本完, 中井博之, 大坪研一
  • 学会等名: 第54回新潟生化学懇話会
  • 発表場所: 新潟, 新潟大学
• [学会発表] Chloroflexus aurantiacus J-10-fl由来耐熱性コージビオースホスホリラーゼの機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 斉藤由華, 仁平高則, 知久和寛, 北岡本光, 中井博之, 大坪研一
  • 学会等名: 第54回新潟生化学懇話会
  • 発表場所: 新潟, 新潟大学
• [学会発表] 機能性ニゲロオリゴ糖の生産に適した新規ホスホリラーゼの発見 (2013)
  • 著者名/発表者名: 仁平高則, 宮嶋双葉, 斉藤由華, 知久和寛, 西本完, 北岡本光, 中井博之, 大坪研一
  • 学会等名: 第54回新潟生化学懇話会
  • 発表場所: 新潟, 新潟大学
• [学会発表] 機能性ニゲロオリゴ糖の生産に適した新規ホスホリラーゼの発見 (2013)
  • 著者名/発表者名: 仁平高則, 宮嶋双葉, 斉藤由華, 知久和寛, 西本完, 中井博之, 大坪研一, 北岡本光
  • 学会等名: 第32回日本糖質科学会
  • 発表場所: 大阪, 大阪国際交流センター
• [学会発表] β1,4-マンノシル-N-アセチルグルコサミンホスホリラーゼ (2013)
  • 著者名/発表者名: 仁平高則, 鈴木絵里香, 西本完, 大坪研一, 中井博之, 北岡本光
  • 学会等名: 第32回日本糖質科学会
  • 発表場所: 大阪, 大阪国際交流センター
• [学会発表] 新規酵素β-1,4-マンノシルN-アセチルグルコサミンホスホリラーゼ (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木絵里香, 仁平高則, 北岡本光, 西本完, 中井博之, 大坪研一
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会平成25年度大会
  • 発表場所: 鹿児島, 鹿児島大学
• [学会発表] Chloroflexus aurantiacus J-10-fl由来耐熱性コージビオースホスホリラーゼの機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 斉藤由華, 仁平高則, 知久和寛, 北岡本光, 中井博之, 大坪研一
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会平成25年度大会
  • 発表場所: 鹿児島, 鹿児島大学
• [学会発表] 機能性ニゲロオリゴ糖の生産に適した新規ホスホリラーゼの発見 (2013)
  • 著者名/発表者名: 仁平高則, 宮嶋双葉, 斉藤由華, 知久和寛, 西本完, 北岡本光, 中井博之, 大坪研一
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会平成25年度大会
  • 発表場所: 鹿児島, 鹿児島大学
• [学会発表] 2-O-α-グルコシルグリセロールホスホリラーゼによるβGlc1P加水分解の分子機構および構造基盤 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北岡本光, 仁平高則, 斉藤由華, 東原幸起, 伏信進矢, 中井博之, 大坪研一
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会平成25年度大会
  • 発表場所: 鹿児島, 鹿児島大学
• [学会発表] Bacillus selenitireducens由来2-O-α-D-グルコシルグリセロールホスホリラーゼの発見 (2013)
  • 著者名/発表者名: 仁平高則, 斉藤由華, 東原幸起, 伏信進矢, 北岡本光, 中井博之, 大坪研一
  • 学会等名: 日本農芸化学会平成25年度大会
  • 発表場所: 東北大学 （仙台）
• [学会発表] 2-O-α-D-グルコシルグリセロールホスホリラーゼによるβ-D-グルコース1-リン酸加水分解の反応機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北岡本光, 仁平高則, 斉藤由華, 東原幸起, 伏信進矢, 中井博之, 大坪研一
  • 学会等名: 日本農芸化学会平成25年度大会
  • 発表場所: 東北大学 （仙台）
• [学会発表] Bacillus selenitireducens由来2-O-α-D-グルコシルグリセロールホスホリラーゼのX線結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 東原幸起, 仁平高則, 斉藤由華, 北岡本光, 中井博之, 大坪研一, 伏信進矢
  • 学会等名: 日本農芸化学会平成25年度大会
  • 発表場所: 東北大学 （仙台）
• [学会発表] 新規ホスホリラーゼを活用した機能性オリゴ糖ライブラリーの構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中井博之
  • 学会等名: 平成24年度第13回酵素応用シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-06-08
• [学会発表] Discovery of nigerose phosphorylase from Clostridium phytofermentans (2012)
  • 著者名/発表者名: Nihira T., Nakai H., Chiku K., Kitaoka M.
  • 学会等名: 26th International Carbohydrate Symposium
  • 発表場所: Madrid, Spain
• [学会発表] Discovery of nigerose phosphorylase from Clostridium phytofermentans (2012)
  • 著者名/発表者名: 中井 博之、仁平 高則、知久 和寛、北岡 本光
  • 学会等名: 26th International Carbohydrate Symposium
  • 発表場所: Melia Castilla Madrid (Madrid, Spain)
• [学会発表] 新規ホスホリラーゼを活用した機能性オリゴ糖ライブラリーの構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中井 博之
  • 学会等名: 第13回酵素応用シンポジウム
  • 発表場所: メルパルクNAGOYA （名古屋）
  • 招待講演
• [学会発表] 新規ホスホリラーゼを活用したα-1,3-グルコシルヘテロ2糖合成系の確立 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中井 博之
  • 学会等名: 第53回新潟生化学懇話会
  • 発表場所: 新潟大学 （新潟）
  • 招待講演
• [学会発表] Acholeplasma laidlawii PG-8A 由来ラミナリビオースホスホリラーゼ (2012)
  • 著者名/発表者名: 仁平 高則、斉藤 由華、北岡 本光、西本 完、中井 博之、大坪 研一
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会平成24年度大会
  • 発表場所: 東京農工大学 （府中）
• [産業財産権] βマンノシドの製造方法 (2013)
  • 発明者名: 中井博之, 仁平高則, 大坪研一, 北岡本光
  • 権利者名: 新潟大学、独立
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-122333
  • 出願年月日: 2013-06-11
• [産業財産権] α-グルコノシドの製造方法 (2013)
  • 発明者名: 中井博之, 仁平高則, 斉藤由華, 宮嶋双葉
  • 権利者名: 新潟大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-163801
  • 出願年月日: 2013-08-07
• [産業財産権] ソホロースホスホリラーゼ及びそれを用いたソホロースの製造方法 (2013)
  • 発明者名: 中井博之、仁平高則、斉藤由華、大坪研一
  • 権利者名: 新潟大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-067110
  • 出願年月日: 2013-03-27
• [産業財産権] オリゴ糖合成酵素およびアスパラギン結合型糖タンパク質のコア糖鎖構造の製造方法 (2012)
  • 発明者名: 中井博之、仁平高則、鈴木絵里香、大坪研一、北岡本光
  • 権利者名: 国立大学法人新潟大学、独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 公開番号: 2014-045704
  • 出願年月日: 2012-08-30
• [産業財産権] オリゴ糖合成酵素およびアスパラギン結合型糖タンパク質のコア糖鎖構造の製造方法 (2012)
  • 発明者名: 中井博之、仁平高則、鈴木絵里香、大坪研一、北岡本光
  • 権利者名: 新潟大学、独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-190474
  • 出願年月日: 2012-08-30
• [産業財産権] オリゴ糖合成酵素並びにβ-1,2-マンノビオース及びその誘導体の製造方法 (2012)
  • 発明者名: 中井博之、仁平高則、鈴木絵里香、大坪研一、北岡本光、西本完
  • 権利者名: 新潟大学、独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-203891
  • 出願年月日: 2012-09-18
• [産業財産権] セロビオン酸ホスホリラーゼおよびそれを用いた酸性βグルコシル二糖の製造法 (2012)
  • 発明者名: 中井博之、仁平高則、斉藤由華、大坪研一、北岡本光、西本完
  • 権利者名: 新潟大学、独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-228364
  • 出願年月日: 2012-10-15
• [産業財産権] グルコシル-α-1,2-グリセロールホスホリラーゼ及びそれを用いたグルコシル-α-1,2-グリセロールの製造方法 (2012)
  • 発明者名: 中井博之、仁平高則、斉藤由華、大坪研一、北岡本光
  • 権利者名: 新潟大学、独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-286731
  • 出願年月日: 2012-12-28