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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，素材の潜在的宝箱であり，機能発見と応用利用に向けて，多様性に対応可能な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，ショ糖依存性糖ヌクレオチド合成酵素の触媒機能の利用と機能変換により，新たなオリゴ糖を創出した．改変酵素は植物代謝上，全く異なる触媒を担う酵素活性を示し，これらの相違が基質特異性によるものであることを実証できた．ショ糖非依存性の糖ヌクレオチド合成酵素について，細菌由来の酵素の機能性・反応性を解析し，本酵素が望ましい基質特異性を有することから平衡量として，より高濃度の糖ヌクレオチドを合成できることを示した．
糖転移酵素関連では，新規TD酵素（N末端側を持たないタイプの酵素）の機能解析とともに，構造予測を行い，これに基づき推定基質結合部位の改変酵素を作出した．改変酵素の一部では，速度比でα1-6転移が大きく向上した．これを含めて以下の結論を得た．マルトオリゴ糖からイソマルトオリゴ糖に至る反応として，α1-4/6転移特異性は受容体によることを明らかにした．この機構として，(1)受容体結合サイトとしてマルトオリゴ糖結合サイトMOBSと，イソマルトオリゴ糖結合サイトIOBSが存在する．(2)受容体がMOBS（またはIOBS）に結合するとα1-4（またはα1-6）転移する，(3)受容体基質として2糖以上のマルトオリゴ糖はMOBSに良く結合することによることを明らかにした．
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