小胞体局在グルコシダーゼIIとその類縁酵素の基質認識機構の解明とその応用

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22780082
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 奥山 正幸 北海道大学, 大学院・農学研究院, 講師 (00344490)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: α-グルコシダーゼ / 基質特異性 / 分子進化

研究概要

本研究の目的は生物全般に分布するα-グルコシダーゼ酵素群の基質特異性の分子進化を明らかとすることである。小胞体内でα-1, 3-グルコシドを加水分解する役割をもつ酵素が、α-1, 4結合にも作用することを明らかとした。植物種子に局在するα-グルコシダーゼでは活性中心の外側を覆うループ構造が特異性に関与していた。酵母α-グルコシダーゼ活性ポケットのTrp残基が基質特異性に関与していた。α-1, 3結合に特異性を示す細菌由来の新しい.-グルコシダーゼを発見した。本研究の結果から対象とした類縁酵素群は元来α-1, 3結合に特異性を示す同一祖先が分子進化により様々な特異性を獲得していることが示唆された。また類縁酵素内には新規機能を持つタンパク質がまだまだ埋もれていることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Novel dextranase catalyzing cycloisomaltooligosaccharide-formation and identification of catalytic amino acids and their functions using chemical rescue approach (2012)
  • 著者名/発表者名: Kim YM, Kiso Y, Muraki T, Kang MS, Nakai H, Saburi W, LangW, Kang HK, Okuyama M, Mori H, Suzuki R, Funane K, Suzuki N, Momma M, Fujimoto Z, Oguma T, Kobayashi M, Kim D, Kimura A
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: (印刷中)
  • DOI: doi:10.1074/jbc.M111.339036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical constituents and free radical scavenging activity of corn pollen collected from Apis mellifera hives compared to floral corn pollen at Nan (2012)
  • 著者名/発表者名: Chantarudee A, Phuwapraisirisan P, Kimura K, Okuyama M, Mori H, Kimura A, Chanchao C
  • 雑誌名: Thailand. BMC Complement Altern Med 巻: (印刷中)
  • DOI: doi:10.1186/1472-6882-12-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro antiproliferative/cytotoxic activity on cancer cell lines of a cardanol and a cardol enriched from Thai Apis mellifera propolis (2012)
  • 著者名/発表者名: Teerasripreecha D, Phuwapraisirisan P, Puthong S, Kimura K, Okuyama M, Mori H, Kimura A, Chanchao C
  • 雑誌名: BMC Complement Altern Med 巻: (印刷中)
  • DOI: doi:10.1186/1472-6882-12-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural elucidation of dextran degradation mechanism by Streptococcus mutans dextranase belonging to glycoside hydrolase family 66 (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki N, Kim YM, Fujimoto Z, Momma M, Okuyama M, Mori H, Funane K, Kimura A
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: (印刷中)
  • DOI: doi:10.1074/jbc.M112.342444
  • 査読あり
• [雑誌論文] Function and structure studies of GH family 31 and 97α-glycosidases (2011)
  • 著者名/発表者名: Okuyama M
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 75(12) ページ: 2269-2277
  • DOI: doi:10.1271/bbb.110610
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary crystallographic analysis of dextranase from Streptococcus mutans (2011)
  • 著者名/発表者名: Suzuki N, Kim YM, Fujimoto Z, Momma M, Kang HK, Funane K, Okuyama M, Mori H, Kimura A
  • 雑誌名: Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun 巻: 67(12) ページ: 1542-1544
  • DOI: doi:10.1107/S1744309111038425
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calcium ion-dependent increase in thermostability of dextran glucosidase from Streptococcus mutans (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi M, Hondoh H, Mori H, Saburi W, Okuyama M, Kimura A
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 75(8) ページ: 1557-63
  • DOI: doi:10.1271/bbb.110256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Truncation of N-and C-terminal regions of Streptococcus mutans dextranase enhances catalytic activity (2011)
  • 著者名/発表者名: Kim YM, Shimizu R, Nakai H, Mori H, Okuyama M, Kang MS, Fujimoto Z, Funane K, Kim D, Kimura A
  • 雑誌名: Appl Microbiol Biotechnol 巻: 91(2) ページ: 329-39
  • DOI: doi:10.1007/s00253-011-3201-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suicide substrate-based inactivation of endodextranase byω-epoxyalkylα-D-glucopyranosides (2010)
  • 著者名/発表者名: Kang HK, Kim YM, Nakai H, Kang MS, Hakamada W, Okuyama M, Mori H, Nishio T, Kimura A
  • 雑誌名: J Appl Glycosci 巻: 57(4) ページ: 269-272
  • DOI: doi:10.5458/jag.57.269
  • 査読あり
• [学会発表] Bacteroides thetaiotaomicron由来.-galactosidaseの求核残基変異酵素が触媒する糖転移反応の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺健一
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 京都女子大学(京都)
  • 年月日: 2012-03-23
• [学会発表] Alteration of regioselectivity and synthesis of novel transglycosylation product by mutantα-glucosidase from Schwanniomyces occidentalis (2012)
  • 著者名/発表者名: Kyung Mo Song
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 京都女子大学(京都)
  • 年月日: 2012-03-23
• [学会発表] BFunctional implication of amino acid residues in conserved region II of European honeybeeα-glucosidase on substrate specificity, transglucosylation and substrate inhibition (2012)
  • 著者名/発表者名: Lukana Ngiwsara
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 京都女子大学(京都)
  • 年月日: 2012-03-23
• [学会発表] 糖質加水分解酵素の機能と構造、日本生化学会北海道支部、日本生物物理学会北海道支部 (2011)
  • 著者名/発表者名: 奥山正幸
  • 学会等名: 北海道分子生物研究会合同シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学理学部大講堂(札幌)
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] アノマー反転型トレハラーゼ変異体により合成された新規非還元二糖の構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平内亨
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館(札幌)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Production and investigation of recombinantα-glucosidase from Podospora anserina (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyung Mo Song
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館(札幌)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] GH family 31に属するAspergillus niger由来α-glucosidaseの鎖長特異性の改変 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田上貴祥
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館(札幌)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Isomaltooligosaccharide 6-α-glucosyltransferaseサブサイト+1変異酵素の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青山泰
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館(札幌)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Dextran glucosidase(DexB)ウォーターパス改変体の機能と構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林桃子
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館(札幌)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 環状イソマルトオリゴ糖グルカノトランスフェラーゼのβ→αループ2はCI-8の優先的生成に寄与する (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤みどり
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館(札幌)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Improvement of production conditions of recombinant Podospora anserinaα-glucosidase (2011)
  • 著者名/発表者名: Song Kyung-Mo
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 京都女子大(京都)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] α-グリコシダーゼの機能と構造に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥山正幸
  • 学会等名: 若手研究者のための有機化学札幌セミナー
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2010-10-27
• [学会発表] spergillus nigerα-glucosidaseのサブサイト+1の改変 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田上貴祥
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会
  • 発表場所: グランシップ静岡(静岡)
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] α-グリコシダーゼの機能と構造に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥山正幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会東北支部・北海道支部合同支部大会
  • 発表場所: 東北大学(仙台
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] α-グリコシダーゼの機能と構造に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥山正幸
  • 学会等名: 日本農芸化学北海道支部大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2010-07-23