α-グルカンオリゴ糖配糖体合成プラットフォームの創製

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天然には有用な生理活性を有するものの，強いにおいや刺激を持っていたり，水溶性や安定性に乏しかったりすることで利用できない多くの化合物が存在する。そのような化合物に糖を結合させて配糖体とすることで，化合物の溶解性，安定性，吸収性および味質などが改変されることが知られている。我々は土壌から分離した放線菌MK-1785株がデンプンを非還元末端側からマルトトリオース（G3) 単位で分解するとともに，生成するG3を水酸基含有化合物に転移し配糖体を合成することが可能なα-アミラーゼ(G3Amy)を生産することを見いだした。本研究では，X線結晶解析を用いた構造生物学的アプローチと変異酵素を用いた酵素化学的アプローチを組み合わせて，本酵素の基質認識や糖転移に関する分子基盤を解明することを目的としている。また，その成果を基に糖転移活性をさらに高めたり糖受容体特異性を改変したりすることで，特異な生理活性を有するG3配糖体の合成プラットフォームを創製することを目指している。今年度はG3Amyと触媒ドメイン内で95％のアミノ酸が一致するオルソログ酵素においてG3特異性がなく，通常のα-アミラーゼと同様にランダムにデンプン鎖を分解することが判明した。そこで，同酵素に対してN192Q変異を導入したところ，変異酵素はG3特異性を獲得している可能性が強く示唆されたものの，minorな分解産物としてG1やG2が検出された。これは宿主酵素の影響によるものと考え，発現産物を精製する必要性が生じた。同酵素野生型およびN192Q変異酵素を各種クロマトグラフィーを用いて電気泳動的に均一に精製し，宿主酵素の影響を排除したサンプルを用いてG3特異性を確認したところ，N192Q変異酵素の反応産物としてG3のみ検出されたことから，Q192がG3特異性の発現に極めて大きく関与していることが確認された。