オリゴ糖異性化酵素とその類縁酵素の構造基盤の解明

• 研究課題/領域番号: 26850059
• 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: 北海道大学
• 研究代表者: 佐分利 亘 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (00598089)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: セロビオース2-エピメラーゼ / エピメラーゼ / イソメラーゼ / オリゴ糖 / 部位特異的変異 / 基質特異性 / 反応特異性

研究成果の概要

セロビオース2-エピメラーゼ (CE) は，β1-4二糖の還元末端グルコース残基をマンノース残基に異性化する。本酵素は触媒ドメインおよび触媒部位構造を他の単糖異性化酵素と共有する。本研究では，これら酵素の構造機能相関を解析した。Rhodothermus marinus由来CEの基質結合部位残基への変異により二糖特異性に重要なアミノ酸残基を決定した。また，本酵素に僅かなイソメラーゼ活性を認め，Cardicellulosiruptor saccharolyticus由来酵素との比較からイソメラーゼ活性に重要な構造を見出した。機能未知タンパク質の解析から、新規なマンノース異性化酵素を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Functions, structures, and applications of cellobiose 2-epimerase and glycoside hydrolase family 130 mannoside phosphorylases. (2016)
  • 著者名/発表者名: Saburi W.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 80 号: 7 ページ: 1294-1305
  • DOI: 10.1080/09168451.2016.1166934
  • NAID: 120006360137
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural insights into the difference in substrate recognition of two mannoside phosphorylases from two GH130 subfamilies (2016)
  • 著者名/発表者名: Ye, Y., Saburi, W., Odaka, R., Kato, K., Sakurai, N., Komoda, K., Nishimoto, M., Kitaoka, M., Mori, H., and Yao, M.
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 590 号: 6 ページ: 828-837
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supplemental epilactose prevents metabolic disorders through uncoupling protein-1 induction in the skeletal muscle of mice fed high-fat diets. (2015)
  • 著者名/発表者名: Murakami Y, Ojima-Kato T, Saburi W, Mori H, Matsui H, Tanabe S, Suzuki T
  • 雑誌名: Br. J. Nutr. 巻: 114 号: 11 ページ: 1774-1783
  • DOI: 10.1017/s0007114515003505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical properties and substrate recognition mechanism of GH31 α-glucosidase from Bacillus sp. AHU 2001 with broad substrate specificity (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Saburi, Masayuki Okuyama, Yuya Kumagai, Atsuo Kimura, Haruhide Mori
  • 雑誌名: Biochimie 巻: 108 ページ: 140-148
  • DOI: 10.1016/j.biochi.2014.11.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural insights into catalytic reaction that is involved in the reorientation of Trp238 at the substrate-binding site in GH13 dextran glucosidase (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi M, Saburi W, Nakatsuka D, Hondoh H, Kato K, Okuyama M, Mori H, Kimura A, and Yao M
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 589 号: 4 ページ: 484-489
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.01.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural elements responsible for the glucosidic linkage-selectivity of a glycoside hydrolase family 13 exo-glucosidase (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Saburi, Hiroaki Rachi-Otsuka, Hironori Hondoh, Masayuki Okuyama, Haruhide Mori, Atsuo Kimura
  • 雑誌名: FEBS letters 巻: 589 号: 7 ページ: 865-869
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.02.023
  • NAID: 120005725141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Colorimetric Quantification of β-(1→4)-Mannobiose and 4-<i>O</i>-β-D-Mannosyl-D-glucose (2014)
  • 著者名/発表者名: Nongluck Jaito, Wataru Saburi, Hirohiko Muto, Hirokazu Matsui, Haruhide Mori
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｇｌｙｃｏｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 61 号: 4 ページ: 117-119
  • DOI: 10.5458/jag.jag.JAG-2014_007
  • NAID: 130004699355
  • ISSN: 1344-7882, 1880-7291
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characterization of a thermophilic 4-O-β-D-mannosyl-D-glucose phosphorylase from Rhodothermus marinus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nongluck Jaito, Wataru Saburi, Rei Odaka, Yusuke Kido, Ken Hamura, Mamoru Nishimoto, Motomitsu Kitaoka, Hirokazu Matsui, Haruhide Mori
  • 雑誌名: Bioscience Biotechnology Biochemistry 巻: 78 号: 2 ページ: 263-270
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.882760
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acidophilic β-Galactosidase from <i>Aspergillus niger</i> AHU7120 with Lactose Hydrolytic Activity Under Simulated Gastric Conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Saburi, Hiroshi M Ueno, Hirokazu Matsui, Haruhide Mori
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｇｌｙｃｏｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 61 号: 2 ページ: 53-57
  • DOI: 10.5458/jag.jag.JAG-2013_011
  • NAID: 130004481038
  • ISSN: 1344-7882, 1880-7291
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of alpha-glucosidase HaG from Halomonas sp. strain H11 (2014)
  • 著者名/発表者名: X. Shen, W. Saburi, Z.-Q. Gai, K. Komoda, J. Yu, T. Ojima-Kato, Y. Kido, H. Matsui, H. Mori and M. Yao
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 巻: F70 号: 4 ページ: 464-466
  • DOI: 10.1107/s2053230x14001940
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of hydrolytic activity of thermophilic alkalophilic α-amylase from Bacillus sp. AAH-31 through optimization of amino acid residues surrunding the substrate binding site. (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoya Tamamura, Wataru Saburi, Atsushi Mukai, Naoki Morimoto, Toshihiko Takehana, Seiji Koike, Hirokazu Matsui, Haruhide Mori
  • 雑誌名: Biochemical Engineering Journal 巻: 86 ページ: 8-15
  • DOI: 10.1016/j.bej.2014.02.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identity of the two dextran dextrinases produced by Gluconobacter oxydans ATCC 11894 and its localization change depending on the cell growth (2014)
  • 著者名/発表者名: Juri Sadahiro, Haruhide Mori, Wataru Saburi, Masayuki Okuyama, Atsuo Kimura
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 456 号: 1 ページ: 500-505
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.11.115
  • 査読あり
• [学会発表] 乳中ラクトースのエピラクトースへの直接変換を志向した各種セロビオース2-エピメラーゼの機能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武藤 洋彦，佐分利 亘，森 春英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-30
• [学会発表] Ruminococcus albus由来4-O-β-D-マンノシル-D-グルコースホスホリラーゼのサブサイト+1に保存されるArg92の基質結合への関与 (2016)
  • 著者名/発表者名: 塩田 咲耶子，尾高 伶，佐分利 亘，イエ ウキン，薦田 圭介，加藤 公児，西本 完，北岡 本光，姚 閔，森 春英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-30
• [学会発表] 嫌気性細菌によるエピラクトース代謝の多様性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂井 未悠，佐分利 亘，森 春英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] オリゴ糖異性化酵素および関連酵素の分子基盤と応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐分利 亘
  • 学会等名: 平成27年度 公益社団法人 日本農芸化学会 北海道支部第2回講演会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] Ruminococcus albus由来4-O-β-D-mannosyl-D-glucose phosphorylase RaMP1の無機リン酸に対するホモトロピック相互作用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 尾髙 伶，佐分利 亘，Ye Yuxin，薦田 圭介，加藤 公児，西本 完，北岡 本光，姚 閔，森 春英
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会平成27年度大会
  • 発表場所: 奈良春日野国際フォーラム（奈良県奈良市）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Molecular basis for the epimerization of oligosaccharides by cellobiose 2-epimerase, (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Saburi, Takaaki Fujiwara, Nongluck Jaito, Hirohiko Muto, Hirokazu Matsui, Min Yao, and Haruhide Mori
  • 学会等名: 11th Carbohydrate Bioenginnering Meeting
  • 発表場所: Dipoli congress centre (Espoo, Finland)
  • 年月日: 2015-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] Biochemical characterization of a novel aldose-ketose isomerase, mannose isomerase from Marinomonas mediterranea (2015)
  • 著者名/発表者名: Nongluck Jaito, Wataru Saburi, Yuka Tanaka, and Haruhide Mori
  • 学会等名: 11th Carbohydrate Bioenginnering Meeting
  • 発表場所: Dipoli congress centre (Espoo, Finland)
  • 年月日: 2015-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] Bacillus sp. AHU 2001由来GH31 α-グルコシダーゼの生化学的諸性質と基質認識に重要な構造因子の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐分利 亘，奥山 正幸，熊谷 祐也，木村 淳夫，森 春英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学 (岡山市)
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] Characterization of the recombinant cellobiose 2-epimerase from Rhodothermus marinus and site-directed mutagenesis of the catalytic residues (2015)
  • 著者名/発表者名: Nongluck Jaito, Wataru Saburi, Hirohiko Muto, Takaaki Fujiwara, Min Yao, and Haruhide Mori
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学 (岡山市)
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] Rhodothermus marinus JCM9785由来セロビオース2-エピメラーゼの基質結合部位周辺アミノ酸残基の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 武藤 洋彦，佐分利 亘，藤原 孝彰，姚 閔，森 春英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学 (岡山市)
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] グライコシンターゼ反応を利用したシロイヌナズナ由来β-グルコシダーゼBGlu15のアグリコン特異性の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菅原 好美，佐分利 亘，谷口 沙希，今井 亮三，森 春英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学 (岡山市)
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] 低温に応答したGA量の抑制によりイネの耐性を高めることができる (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋 直希，川又 彩，手塚 大介，佐分利 亘，松浦 英幸，森 春英，今井 亮三
  • 学会等名: 植物化学調節学会第49回大会
  • 発表場所: 京都大学 (京都市)
  • 年月日: 2014-10-18 – 2014-10-19
• [学会発表] 傷害時のイネにおけるサリチル酸グルコシドを糖ドナーとするツベロン酸への糖転移反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹松 知紀，瀬戸 義哉，宮澤 吉郎，和久田 真司，佐分利 亘，森 春英，高橋 公咲，松浦 英幸
  • 学会等名: 植物化学調節学会第49回大会
  • 発表場所: 京都大学 (京都市)
  • 年月日: 2014-10-18 – 2014-10-19
• [学会発表] イネのトレハロースにより誘導されるシステミックな病害抵抗性にはジャスモン酸が関与する (2014)
  • 著者名/発表者名: 手塚 大介，坂井 志帆，和久田 真司，加藤 英樹，松浦 英幸，佐分利 亘，森 春英，松井 博和，今井 亮三
  • 学会等名: 植物化学調節学会第49回大会
  • 発表場所: 京都大学 (京都市)
  • 年月日: 2014-10-18 – 2014-10-19
• [学会発表] イネの傷害応答におけるサリチル酸グルコシド加水分解酵素の機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 武田 遼介，佐分利 亘，姫野 奈美，和久田 真司，松浦 英幸，今井 亮三，松井 博和，森 春英
  • 学会等名: 植物化学調節学会第49回大会
  • 発表場所: 京都大学 (京都市)
  • 年月日: 2014-10-18 – 2014-10-19
• [学会発表] イネ由来スクロースシンターゼ3のヌクレオチド二リン酸特異性に関わるアミノ酸残基の決定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩藤 伸治，佐分利 亘，松井 博和，今井 亮三，森 春英
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会平成26年度大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター (新潟市)
  • 年月日: 2014-09-24
• [学会発表] Halonomans sp. H11株由来α-グルコシダーゼの糖転移機構の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 城戸 悠輔，佐分利 亘，小島 晃代，Xing Shen，薦田 圭介，姚 閔，松井 博和，森 春英
  • 学会等名: 日本農芸化学会 北海道・東北合同支部大会
  • 発表場所: 北海道大学 (札幌市)
  • 年月日: 2014-09-23
• [備考] 北海道大学大学院農学研究院生物化学研究室
  • URL: http://www.agr.hokudai.ac.jp/biochem/
• [備考] 北海道大学大学院農学研究院 生物化学研究室
  • URL: http://www.agr.hokudai.ac.jp/biochem/