細菌多糖リアーゼの多面的機能・構造相関解析と医薬・食品領域への応用

细菌多糖裂解酶多功能及结构关系分析及其在医药食品领域的应用

基本信息

批准号：
09760085
负责人：
橋本渉
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

多糖(アルギン酸、ゲラン、キサンタン)に作用する多糖リアーゼについて以下の知見を得た。【アルギン酸リアーゼ】緑膿菌は菌体外に多糖アルギン酸を分泌し、重篤な呼吸器疾患を引き起こす。緑膿菌産生アルギン酸を分解するSphingomonas sp.A1のアルギン酸リアーゼIII(A1-III)について、そのX線結晶構造解析と医薬への応用を検討した。A1-IIIの結晶構造を分解能1.8Åで決定した結果、本酵素は大小12個のα-へリックス構造からのみ形成されていた。また、高分子基質(アルギン酸)が貫通しながら酵素の触媒部位と相互作用するクレフトの存在が認められた。医薬への応用にあたり、本酵素の抗原エピトープを一次構造からN末端側Ser27-Cys44に決定した。その領域は立体構造的にも表面に露出していたため、その領域を除去した改良酵素を大腸菌で大量発現させた。現在、改良酵素の触媒能及び抗原性について解析している。【ゲランリアーゼ】Bacillus sp. GLl(GLl)は、食品中のゲル化・増粘剤として用いられているゲラン[(Glc-GlcA-Glc-Rha)n]を菌体外のゲランリアーゼで4糖にまで低分子化した後、3種の菌体内エキソグリコシダーゼで単糖にまで分解した。ゲラン分解に関わる全酵素の諸性質を明らかにし、またそれらの遺伝子のクローニングを行った。分解酵素の一つである不飽和グルクロニダーゼは、不飽和糖質にのみ作用する新規な酵素であった。現在、各分解酵素によるゲランオリゴ糖についてその生理機能を解析している。【キサンタンリアーゼ】GLlは、菌体外のキサンタンリアーゼとグルカナーゼにより、食品多糖キサンタンをピルビルマンノースと4糖に低分子化した後、3種の菌体内エキソグリコシダーゼで単糖にまで分解した。キサンタンリアーゼは、95kDaの前駆体から75kDaの成熟体にプロセシングされることが判明した。キサンタンをリアーゼで処理した修飾キサンタンは、他の多糖(グアーガム)との相乗性が認められ、未修飾体と異なる物性を示した。

关于作用于多糖（藻酸，gellan，xanthan）的多糖裂解酶，获得了以下发现。 [藻酸盐裂解酶]铜绿假单胞菌在细菌外分泌多糖藻酸盐，导致严重的呼吸道疾病。 X线晶体结构分析和鞘氨拟补体的药物应用。研究了A1降解由铜绿假单胞菌产生的藻酸盐酸。 A1-III的晶体结构以1.8Å的分辨率确定，发现该酶仅由大小的12个α-螺旋结构形成。此外，观察到聚合物底物（藻酸）穿透酶相互作用的裂口的存在。对于药物应用，该酶的抗原表位是从N末端从主要结构到Ser27-Cys44确定的。由于该区域也以其构象暴露于表面，因此在大肠杆菌中大量表达了已去除的改善酶。目前，我们正在分析改善酶的催化能力和抗原性。 [gerlan裂解酶]芽孢杆菌。 GLL（GLL）是Gellan [（GLC-GLCA-GLC-RHA）N]，用作食物中的胶凝剂和增厚剂，使用除细菌以外的Gellan裂解酶还原为四糖，然后使用三种细胞内的外生糖苷酶分解为单糖。揭示了参与降解的所有酶的特性，并克隆了基因。不饱和葡萄糖醛酸酶，一种降解酶之一，是一种仅作用于不饱和碳水化合物的新型酶。目前，我们正在分析每种降解酶产生的叶兰寡糖的生理功能。 [黄原裂解酶] GLL被黄原裂解酶和葡萄糖酶还原为曲霉甘露糖和四糖，这些酶和葡萄糖酶不存在于细菌中，然后使用三种细胞内的外糖苷酶分解为单糖。发现黄原裂解酶从95 kDa前体进行处理到75 kDa成熟的身体。用裂解酶处理的修饰的黄体与其他多糖（Guar Gum）显示出协同特性，并表现出与未修饰的产物的不同物理特性。