2018 Fiscal Year Annual Research Report
Functional analysis of food proteins and food-related enzymes.
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16H04909
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
三上 文三 京都大学, 農学研究科, 教授 (40135611)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 構造生物学 / 酵素工学 / 糖質関連酵素 / X線結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンパク質の機能はタンパク質の構造変化によって発揮される。タンパク質の構造変化を研究する手段としてはX線結晶構造解析が有効であるが、結晶中のタンパク質は対称な分子と相互作用しているため、構造変化を見るためには対象部位の構造変化が観察できる結晶を選択し、pHや基質アナログの濃度等の変化による構造変化を定量的に捉える必要がある。一般に行われている凍結結晶を用いた解析では、凍結による結晶格子の縮小とpHの変化、および凍結保護剤の影響が無視できない。本研究では食糧関連酵素としてダイズβ‐アミラーゼ、Klebsiella属プルラナーゼ、Aeribacillus 属由来糖転移酵素、プロテイングルタミナーゼ等を取り上げ、これらの酵素の構造変化と機能との関連を非凍結法（キャピラリー法）と凍結法を駆使して解明した。
β‐アミラーゼについては、wild-type、E380A、E186A変異体を用いて、マルトース、グルコースおよびマルトペンタオース複合体のpHによる構造変化の詳細を調べた。マルトース複合体ではサブサイト-1に結合したグルコース残基の立体配座がpH4.5付近の変化によってイス型からボート型に変化すること、グルコース複合体では、グルコースの結合がpH3.9付近の変化によって-2と+2への結合から-2、+1、+2への結合に変化し、+1サイトへの結合によってインナーループ部分の構造がアポ型からプロダクト型へ変化することを明らかにした。また、プルラナーゼと阻害剤であるシクロデキストリンとの複合体の結晶構造を明らかにし、シクロデキストリンの結合の濃度依存性を調べることで、β‐シクロデキストリンが本酵素を最も強く阻害する理由を明らかにした。さらに、変異体とマルトトリオースとの複合体の構造解析を行って、本プルラナーゼが示す、induced-fit motionの機構を解明した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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