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2010 年度 実績報告書

マルチ触媒ドメインを有する糖質加水分解酵素の構造と機能

研究課題

研究課題/領域番号 22580092
研究機関大阪府立大学

研究代表者

炭谷 順一  大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (10264813)

研究分担者 西村 重徳  大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 助教 (90244665)
キーワードアミラーゼ / デンプン結合領域 / マルチ触媒ドメイン / 構造機能相関
研究概要

本研究は,これまで解析例がないマルチ触媒ドメインを有する糖質加水分解酵素の触媒ドメイン間での連携的反応や複数存在する基質結合ドメインとの関係について,変異酵素を用いた酵素化学的アプローチとX線結晶解析やNMRを用いた構造生物学的アプローチによって詳細に検証することで,マルチ触媒ドメインを有する糖質加水分解酵素の存在意義を明らかにするとともに高効率糖質加水分解酵素を設計するための分子基盤を得ることを目標としている.今年度の研究成果は以下の通りである.
1. Streptomyces corchorusii由来細胞表層結合型アミラーゼ(CSAA)のドメイン解析
CSAA遺伝子の放線菌での発現系を確立し,全長遺伝子の発現産物が本菌株由来の酵素と同じように細胞表層に局在し,同様の酵素化学的性質を示すことを確認した.またドメイン解析のための,各ドメイン欠損変異酵素を生産するための発現プラスミドの構築も完了した.
2. Paenibacillus polymyxa由来β/α-アミラーゼに存在するCBM25のNMRによる構造解析
NMRによってタンデムに並んだCBM25およびそれらの単量体の立体構造および基質結合部位を決定した.またX線小角散乱測定や動的光散乱法を用いた構造解析によって,ダンベル様構造を示すタンデムに並んだCBM25がβ-サイクロデキストリンとの結合に伴い,64Aから45Aに変化することが明らかとなり,CBM25間を繋ぐリンカーがフレキシブルであり,タンデムに並んだCBM25がβ-サイクロデキストリンに沿うように構造変化しうることが示唆された.さらに,可溶性リガンドに対する結合に関する熱力学パラメータについて,等温滴定型熱量計を用いて求めた.また不溶性デンプンに対する結合活性(K_D)について,Langmuirの式に基づいた解析によって求めた結果,タンデムに並んだCBM25は単量体のものと比較して約30倍強い親和力を有することが判明し,各単量体が協調的に働くことで高親和力を発揮していることが示された.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 学会発表 (4件) 備考 (2件)

  • [学会発表] Streptomyces corchorusii由来細胞表層結合型アミラーゼの各ドメインの機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      久米弘之, 谷修治, 炭谷順一, 川口剛司
    • 学会等名
      2011年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府)
    • 年月日
      2011-03-27
  • [学会発表] X線小角散乱法(SAXS法)を用いたPaenibacillus polymyxa由来β-アミラーゼの溶液構造解析2011

    • 著者名/発表者名
      高橋良輔, 藤岡創, 乾隆, 炭谷順一, 川口剛司, 西村重徳
    • 学会等名
      2011年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府)
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] Paenibacillus sp.MK-808株由来β-アミラーゼに関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      掃部正浩, 谷修治, 炭谷順一, 川口剛司
    • 学会等名
      2011年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府)
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] Streptomyces corchorusii由来細胞表層結合型アミラーゼ遺伝子のS.lividansにおける発現2010

    • 著者名/発表者名
      久米弘之, 谷修治, 炭谷順一, 川口剛司
    • 学会等名
      平成22年度日本生物工学会大会
    • 発表場所
      宮崎シーガイヤ(宮崎県)
    • 年月日
      2010-10-28
  • [備考]

    • URL

      http://www.biochem.osakafu-u.ac.jp/AM/

  • [備考]

    • URL

      http://www.bioinfo.osakafu-u.ac.jp/~inuit/index.html

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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