微生物のアミラ-ゼ及びセルラ-ゼにおける天然結晶基質の分解機構

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河内黒麹菌グルコアミラ-ゼIの生澱粉分解機構を追究し、生澱粉分解能発現の必須構造は、水溶性基質に関与する酵素部分であるGAI'領域(Val^<469>上流)と、生澱粉ミセルに吸着し、これを水和溶解させる生澱粉親和部位(Ala^<470>下流)から成り立っていることを明らかにした。親和部位は容易にプロテア-ゼにより離脱して生澱粉分解能が特異的に失活し、GAI'になった。それ故取得したプロテア-ゼ・グリコシダ-ゼ欠損変異株は、親株の2倍量の糖鎖をもち、2.5倍の生澱粉分解能を示すグルコアミラ-ゼRを産生し、結合糖鎖の重要性が立証された。次いでシクロデキストリンによる生澱粉分解の特異的阻害を見いだし、シクロデキストリンが親和部位のC末端領域に結合する事を認めた。また親和部位のGPーI領域が生澱粉分解促進能を有する事を認め、生澱粉親和部位は、生澱粉ミセルの末端又は微小水和部位に親和性をもつVal^<469>下流の領域と、生澱粉ミセルの水和と分解を促進するGPーI領域(Ala^<470>ーVal^<514>)から成りたっていることを明らかにした。一方、細菌液化型及び糖化型αーアミラ-ゼも、糸状菌のαーアミラ-ゼ及びグルコアミラ-ゼと同様、生澱粉分解能を有するI型と、親和部位を欠失し生澱粉分解能を示さないII型に分類された。他方、糸状菌セルラ-ゼは、エンド及びエキソ両型とも水溶性基質分解能に多様性が認められたけれども、天然基質分解能をもつI型グル-プと、親和部位を欠失し天然基質分解能を示さないII型グル-プに分類された。さらにエキソセルラ-ゼの親和部位を分離精製し、その構造と機能を追究している。以上の諸結果から、アミラ-ゼ及びセルラ-ゼの天然基質分解能の発現には、活性部位を持ち、水溶性基質分解能を有する酵素領域にさらに天然基質に吸着し、これを微小部分的に水和可溶化させるための“親和部位"領域の付加が必須であることを立証した。