| 研究課題/領域番号 |
18H02133
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
森 春英 北海道大学, 農学研究院, 教授 (80241363)
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| 研究分担者 |
佐分利 亘 北海道大学, 農学研究院, 講師 (00598089)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 糖質合成 / 転移酵素 / 糖質合成酵素 |
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| 研究実績の概要 |
糖質は構成糖と結合様式により顕著な多様性を示す．食品機能性素材やバイオ素材等，素材
の潜在的宝箱だが，機能発見と応用利用には効率的合成手法の確立が必須である．本申請研
究は，合成酵素と転移酵素利用を利用した糖質多様化に向けた合成手法の確立を目的としている．
合成酵素利用による糖質合成に関しては，ショ糖その他からの糖ヌクレオチド合成酵素を調製し活性が得られた．ドナー化合物が検討された．
糖転移酵素関連では，予定タンパク質数種を大腸菌における組換えタンパク質として発現生産し，機能解析を進めた．マルトオリゴ糖を出発物質として，イソマルトオリゴ糖合成する酵素が見出された．すなわちマルトオリゴ糖のα1-4グルコシド結合を，α1-4転移によるマルトオリゴ糖の鎖長分布変化ならびにα1-6転移によるイソマルトオリゴ糖合成を触媒し，最終的にはほとんどをイソマルトオリゴ糖とする酵素である．本酵素のN末端側を伸長した酵素は，α1-6転移生成物として，イソマルトオリゴ糖に加え，鎖長の長いデキストラン（あるいはイソマルトメガロ糖）を合成した．本酵素に含まれる炭水化物結合ドメイン(CBM)が，生成物の鎖長特異性に寄与するタンパク質要素であることが示された．また，各種単糖や少糖に対する転移反応解析により，本酵素は幅広く多くの二糖ならびに単糖をグルコシル受容体とすることがわかった．例えばキシロースやGlcNAcをも受容体として主にα1-6転移糖を生成した．本酵素とは別途の”Asp酵素”は，本酵素と全体の構成ならびにアミノ酸同一性が高いが，同様の活性は全く認められず，またフッ化糖を糖供与体とした反応でも触媒機能は見出されなかった．加えて，GH13酵素群のホスホリラーゼの組換え酵素の機能解析を行い，少糖単位での高い転移活性能について見出した．類似するGH13酵素の解析を併せて行い，構造機能相関に関する知見を得た．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
合成酵素，転移酵素ともに，ほぼ計画通りに実行されて成果が出ている．
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| 今後の研究の推進方策 |
当初計画の通り，(1)糖ヌクレオチドへの糖供与体の多様化に向けた研究と合成酵素との組み合わせによる多様な糖質合成，(2)GH15群における特に転移・水解酵素間解明に向けた，多様な酵素解析と変異酵素作出を進める．
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