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2005 年度 実績報告書

触媒アミノ酸を置換した酵素が、発揮する新たな機能とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 16658136
研究機関北海道大学

研究代表者

木村 淳夫  北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (90186312)

研究分担者 森 春英  北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (80241363)
奥山 正幸  北海道大学, 大学院・農学研究科, 助手 (00344490)
キーワード触媒残基変異 / システイン酸化 / オリゴ糖合成
研究概要

糖質の加水分解酵素は、2つの酸性アミノ酸(AspやGlu)を触媒残基とし、それぞれが-COO^-と-COOHの荷電状態を形成し、協奏的に加水分解を触媒する。応用性の高い糖転移作用も示すが、分解と転移は2つの酸性アミノ酸でなされ分割できない。最近、α-グルコシダーゼにある-COO^-型の触媒基であるAspをCysに置換した。本酵素(Asp→Cys)には活性はないが、温和な酸化で活性を発揮した。Cysの-SHが酸化され-SOOHとなり、活性中心内で-SOO^-に解離し-COO^-の代わりを行うと考えている。この酵素は分解能を失い、糖転移能が上昇し95%の収率を与えた。本研究の目的は、-SOO^-酵素に見出された「非分解・高転移」の現象を解析することである。具体的には、1)酸化したCys残基の構造決定、2)糖転移反応の解析、3)他の酵素を合成酵素にする先駆けとして、触媒基を-SOO^-にした糖質酵素の構築と機帯解析、である。計画は順調に進行し、1)と2)が完了した。本年度は、この現象の応用を図るために3)の課題を中心に研究を進行させた。レバン合成酵素とキチン分解酵素を取り上げ、触媒残基をCysに置換し、酸化処理を行った。両酵素のCys変異体には活性がなかったが、穏やかな酸化により活性が回復した。導入したSH基が-SOOHに変化したことを確認した。Cys酸化酵素は、親酵素と異なる性質を示した(レバン合成酵素:至適pHや転移作用の変化、キチン分解酵素:至適pHや協同性の変化)。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (11件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Plant α-glucosidase : Molecular analysis of riceα-glucosidase and degradation mechanism of starch granule in germination stage2006

    • 著者名/発表者名
      H.Nakai
    • 雑誌名

      J.Appl.Glycosci. 53・2(in press)

  • [雑誌論文] Structural elements in dextran glucosidase responsible for high specificity to long chain substrate2006

    • 著者名/発表者名
      W.Saburi
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta (in press)

  • [雑誌論文] Structural elements to convert α-xylosidase into α-glucosidase2006

    • 著者名/発表者名
      M.Okuyama
    • 雑誌名

      FEBS Lett. (in press)

  • [雑誌論文] Cloning and expression of levansucrase from Leuconostoc mesenteroides B-512FMC in Escherichia coli2005

    • 著者名/発表者名
      H.-K.Kang
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta 1727・1

      ページ: 5-15

  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of α-xylosidase from Escherichia coli2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kitamura
    • 雑誌名

      Acta Cryst.F. 61・2

      ページ: 178-179

  • [雑誌論文] Aglycon specificity profiling of α-glucosidases using synthetic probes2005

    • 著者名/発表者名
      W.Hakamata
    • 雑誌名

      Bioorg.Med.Chem.Lett. 15・5

      ページ: 1489-1492

  • [雑誌論文] Purification and characterization of hyper-glycosylated α-gluco-sidase from Schizosaccharomyces pombe culture medium2005

    • 著者名/発表者名
      M.Okuyama
    • 雑誌名

      Enzyme Microb.Technol. 35・5

      ページ: 472-480

  • [雑誌論文] Molecular analysis of α-glucosidase (GH-family 31)2005

    • 著者名/発表者名
      H.Nakai
    • 雑誌名

      Biologia 61・S16

      ページ: 131-135

  • [雑誌論文] Glucoamylase originating from Schwanniomyces occidentalis is a typical α-glucosidase2005

    • 著者名/発表者名
      F.Sato
    • 雑誌名

      Biosci.Biotechnol.Biochem. 69・10

      ページ: 1905-1913

  • [雑誌論文] Involvement of individual subsites and secondary substrate binding sites in multiple attack on amylose by Barley α-amylase2005

    • 著者名/発表者名
      B.Kramhoft
    • 雑誌名

      Biochemistry 44・6

      ページ: 1824-1832

  • [雑誌論文] Oligosaccharide binding to barley α-amylase 12005

    • 著者名/発表者名
      X.Robert
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280・38

      ページ: 32968-32978

  • [産業財産権] デキストラン生成酵素遺伝子、デキストラン生成酵素およびその製造方法、デキストランの製造方法2005

    • 発明者名
      木村淳夫
    • 権利者名
      北海道大学, 日本食品化工株式会社
    • 産業財産権番号
      特許出願2005-352604
    • 出願年月日
      2005-12-06

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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