褐藻類の有用多糖類およびカロテノイド類代謝関連酵素の探索と機能実証

褐藻中有用多糖和类胡萝卜素代谢相关酶的搜索和功能论证

• 批准号: 19H03039
• 负责人: 井上 晶
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H03039/
• 关键词: 褐藻類; 多糖類; カロテノイド類; タンパク質; 酵素; アルギン酸; フコイダン; カロテノイド; キサントフィル; マコンブ; ワカメ; ウロン酸; ゼアキサンチン; 多糖類分解酵素; 糖代謝; ラミナラン; β-カロテン

本研究は、褐藻の多糖類とカロテノイド類の生合成や代謝に関わる酵素のタンパク質レベルでの機能実証を目的としている。多糖類では、含有量が多く、陸上植物、紅藻、および緑藻にはみられないアルギン酸を基質とする酵素の研究に取り組んだ。カロテノイド類については、リコペンから複数の酵素の作用で主要成分のフコキサンチンが生じると推測されているが、その各段階で働く酵素について、新たに構築したバキュロウィルス発現系を用いて機能を調べた。アルギン酸は、β-D-マンヌロン酸（M）とα-L-グルロン酸（G）から構成されており、まずMが連続したポリマンヌロン酸が生じ、マンヌロン酸C5-エピメラーゼ（MC5E）の作用により、一部のMがGへとエピマー化される。この酵素はアルギン酸のM/G比およびそれらの配列の制御を担っており、人工的にアルギン酸のM/G組成を制御するテーラーメイドアルギン酸技術の構築には欠かせない。これまでにマコンブやワカメなど寒冷性の褐藻から候補遺伝子をクローニングし、昆虫細胞による分泌発現系を構築してきたが、性状を評価するために十分な酵素量を得ることが困難であった。一方、亜熱帯性褐藻のオキナワモズクから単離した3種類のMC5E候補遺伝子を用いた場合には、いずれも大量発現に成功し、高純度の酵素を得ることができた。いずれの酵素もMC5E活性をもつことを明らかにするとともに、至適条件を決定した。興味深いことに、いずれの酵素も既知のマコンブのMC5Eと比較して耐熱性に優れていることが分かった。カロテノイド類については、ゼアキサンチンの変換を担うと予測した3つの候補タンパク質について、マコンブとワカメからそれらの遺伝子をクローニングし、組換えウィルスを用いて機能を調べた。いずれの酵素もゼアキサンチンの変換活性は検出することはできなかったが、酵素の熱安定性が克服すべき課題であることが分かった。

The purpose of this study is to verify the functional properties of brown algae polysaccharides, biosynthetic metabolism, and enzyme enzymes. Polysaccharides, content, terrestrial plants, red algae, green algae, にはみられないアルギンacid を matrix とするenzyme の research にGET りgroup んだ.カロテノイド class については, リコペンから plural のzyme の Effect で main ingredient のフコキサンチンが生じると speculate されThe various stages of ているが and そので卍くzyme について, and the new たにconstructed したバキュロウィルス発 are now made with いて function and adjusted べた.アルギンは, β-D-マンヌロン acid (M) and α-L-グルロン acid (G) are composed of されており, まずMが连続したポリマンヌロン acid raw material, マンヌロン acid C5-エピメラーゼ（MC5E）のeffectにより, 一のMがGへとエピマー化される.このzyme はアルギンのM/G ratio およびそれらのalignment のcontrol を聣ており、artificial にアThe M/G composition of ルギン acid is made of するテーラーメイドアルギン acid technology and the construction of には owes かせない.これまでにマコンブやワカメなど Cold brown algae candidate supplement 伝子をクローニングし、Insect cell によThe secretion system is constructed and the properties are evaluated according to the enzyme amount and the enzyme content is difficult to obtain. One side, Anthermal brown algae のオキナワモズクから単した 3 types of MC5E candidate supplement It can be used in various situations, and high-purity enzymes can be successfully produced in large quantities. The active enzyme MC5E is active and the enzyme is active, and the optimum conditions are determined. The taste is deep, the enzyme is known, the MC5E is relatively good, the heat resistance is excellent, and the heat resistance is good.カロテノイドkind については, ゼアキサンチンの変change を聆とpredicted した3つの candidate タンパクquality について, マコンブとワカメからそれらの伝子をクローニングし, group replacement えウィルスを用いて Function を Adjustment べた. The enzyme enzyme is active Thermal stability of the enzyme and the problem of overcoming the thermal stability of the enzyme are solved.

项目成果

ネバネバの主成分アルギン酸の酸化的代謝経路を発見

粘性物质主要成分海藻酸氧化代谢途径的发现

アルギン酸分解における新しい酸化代謝機構の発見

发现海藻酸盐分解新的氧化代谢机制

• 发表时间: 2022
• 期刊: バイオサイエンスとインダストリー
• 作者: 井上晶;西山竜士
• 通讯作者: 西山竜士

温帯性褐藻由来マンヌロン酸C-5エピメラーゼの酵素性状解析

温带褐藻甘露糖醛酸 C-5 差向异构酶的酶特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 坂上美卯;大西裕季;熊木康裕;相沢智康;尾島孝男;井上晶
• 通讯作者: 井上晶

水圏生物タンパク質科学の新展開

水产生物蛋白质科学新进展

• 发表时间: 2020
• 作者: 尾島孝男;西山竜士;井上晶
• 通讯作者: 井上晶

ホタテガイのポリウロン酸分解酵素

扇贝多糖醛酸降解酶

• 发表时间: 2019
• 作者: 工藤真隆;尾島孝男;井上 晶
• 通讯作者: 井上 晶