Functional and mechanical analysis of cross-linked structure formed by xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase

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本研究では環境問題や気候変動等への国際的意識の高まりに対する対応としてより環境負荷の少ないバイオマス由来材料を創生すべく、植物体を形成する成分として代表的なセルロースとキシログルカンを互いに架橋することが出来る酵素キシログルカンエンドトランスグルコシダーゼ(以下、XTH)に着目し、多様なXTHの機能解析と、XTHによって架橋反応が行われたバイオマス材料の物理特性の理解を目的としている。本年度は反応材料の物理特性の解析に必要となる多様なXTH酵素の取得を継続して検討し、同時にXTHの機能を比較するための測定準備を進めた。特に本年度はXTH酵素の研究に置いて大きなボトルネックとなっていた組換え酵素の生産において、普遍的に適用可能な生産プロトコルを確立するに至った。植物を由来としたXTHを精製酵素として取得する事は依然として困難であったが、種々の組換えタンパク質発現ホスト、発現ベクター、融合タンパク質等を検討する事により広範なXTHタンパク質の発現に有効な組み合わせを見出す事が出来た。また調製した酵素は凝集性が非常に高く、精製後酵素を高濃度下に置くことにより、凝集沈殿の形成が確認されたが、　これに関しては酵素を溶解させるための溶媒条件を検討する事により解決する事が出来た。現在は作成した組換えXTH発現系から数十mgスケールの組換え酵素を得る事が可能となっており、これを用いた酵素機能解析、取得酵素の結晶化、X線結晶構造解析による、基質特異性認識機構の解明に取り組むべく、作業を続けている。