触媒アミノ酸を置換した酵素が、発揮する新たな機能とその応用

催化氨基酸取代酶的新功能及其应用

• 批准号: 16658136
• 负责人: 木村 淳夫
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16658136/
• 关键词: 触媒残基変異; システイン酸化; オリゴ糖合成

糖質の加水分解酵素は、2つの酸性アミノ酸(AspやGlu)を触媒残基とし、それぞれが-COO^-と-COOHの荷電状態を形成し、協奏的に加水分解を触媒する。応用性の高い糖転移作用も示すが、分解と転移は2つの酸性アミノ酸でなされ分割できない。最近、α-グルコシダーゼにある-COO^-型の触媒基であるAspをCysに置換した。本酵素(Asp→Cys)には活性はないが、温和な酸化で活性を発揮した。Cysの-SHが酸化され-SOOHとなり、活性中心内で-SOO^-に解離し-COO^-の代わりを行うと考えている。この酵素は分解能を失い、糖転移能が上昇し95%の収率を与えた。本研究の目的は、-SOO^-酵素に見出された「非分解・高転移」の現象を解析することである。具体的には、1)酸化したCys残基の構造決定、2)糖転移反応の解析、3)他の酵素を合成酵素にする先駆けとして、触媒基を-SOO^-にした糖質酵素の構築と機帯解析、である。計画は順調に進行し、1)と2)が完了した。本年度は、この現象の応用を図るために3)の課題を中心に研究を進行させた。レバン合成酵素とキチン分解酵素を取り上げ、触媒残基をCysに置換し、酸化処理を行った。両酵素のCys変異体には活性がなかったが、穏やかな酸化により活性が回復した。導入したSH基が-SOOHに変化したことを確認した。Cys酸化酵素は、親酵素と異なる性質を示した(レバン合成酵素:至適pHや転移作用の変化、キチン分解酵素:至適pHや協同性の変化)。

Glycan hydrolysis enzyme, 2 acid Asp Glu catalyst residues, 2-COO^-COOH charge state formation, 2-COOH hydrolysis catalyst The functional high sugar transfer effect shows that the decomposition and transfer of 2 kinds of acidic acid are divided into two parts. Recently, α-COO^-type catalysts were replaced by Cys. This enzyme (Asp→Cys) is active and mildly acidifying. - SOOH ^-Dissociation-COO ^-in the active center The enzyme activity was decreased, and the carbohydrate activity increased by 95%. The purpose of this study is to analyze the phenomenon of "non-decomposition and high shift" in SOO^-enzymes. Specific aspects include: 1) structural determination of acidified Cys residues; 2) analysis of glycosyltransferase residues; 3) analysis of the mechanism of glycosyltransferase construction in other enzymes. The plan is in progress, 1) and 2) completed. This year, the research center of this phenomenon is in progress. The enzyme synthesis and decomposition of the enzyme, catalyst residues, Cys replacement, acidification The activity of Cys in the enzyme is restored. - I'm sorry. Cys acidifying enzymes show the properties of enzymes, enzymes and mutants (e.g., synthase: pH shift, catabolic enzyme: pH shift, etc.).

项目成果

Enzymatic synthesis of α-2 glucosides by alcohols resistant α-glucosidase from Aspergillus niger.

黑曲霉的醇抗性 α-葡萄糖苷酶酶促合成 α-2 葡萄糖苷。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Tetrahedron : Asymmetry 16
• 作者: Kim YM;Okuyama M;Mori H;Nakai H;Saburi W;Chiba S;Kimura A
• 通讯作者: Kimura A

Oligosaccharide Binding to Barley α-Amylase 1*

• DOI: 10.1074/jbc.m505515200
• 发表时间: 2005-09
• 期刊: Journal of Biological Chemistry
• 影响因子: 4.8
• 作者: X. Robert;R. Haser;H. Mori;B. Svensson;N. Aghajari

Structural elements to convert α-xylosidase into α-glucosidase

将 α-木糖苷酶转化为 α-葡萄糖苷酶的结构元件

• 发表时间: 2006
• 期刊: FEBS Lett. 580
• 作者: Moon YH;Nam SH;Kang J;Kim YM;Lee JH;Kang HK;Breton V;Jun WJ;Park KD;Kimura A;Kim D;S. H. Nam;K. Funane;W. Saburi;J. H. Lee;M. S. Kang;Y. H. Moon;H.Nakai;W. Saburi;M. Okuyama
• 通讯作者: M. Okuyama

Glucoamylase originating from Schwanniomyces occidentalis is a typical α-glucosidase

源自西方雪旺酵母的葡糖淀粉酶是典型的α-葡萄糖苷酶

• 发表时间: 2005
• 期刊: Biosci. Biotechnol. Biochem. 69
• 作者: Uemura;M.;H. Nakai;河村 幸男;S. Bozonnet;重松 智美;F. Sato
• 通讯作者: F. Sato

デキストラン生成酵素遺伝子、デキストラン生成酵素およびその製造方法、デキストランの製造方法

葡聚糖产生酶基因、葡聚糖产生酶及其生产方法、葡聚糖生产方法

• 发表时间: 2005