カルボヒドラ-ゼの基質認識と反応機構の解析

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(1)サツマイモおよびダイズのβーアミラ-ゼを二重結合を有する特殊基質、maltalに作用させ、生成する2ーdeoxymaltoseのアノマ-型をGLC法を用いて調べた。両酵素ともβーアノマ-を生成していることが明らかになった。次に、基質二重結合の付加方向を ^1HーNMRを用いて決定した。酵素反応をD_2O中で行い、生成する2ーdeoxyー[2ー ^2H]maltoseの ^1HーNMR解析から、両酵素はシス方向から二重結合を水和することが判明した。これまで、解明された多くの酵素的水和反応はすべてトランス付加であり、βーアミラ-ゼはシス付加を行う初めての酵素である。D_2O中で行った速度論的解析から、この酵素的水和反応は著しいアイソト-プ効果(V_H/V_D=6.5)を示した。(2)Aspergillus niger αーグルコシダ-ゼの全一次構造をエドマン法を用いて決定した。本酵素は2つのサブユニット(P1およびP2と略称、分子量はそれぞれ約3.5×10^4および約9.8×10^4)から構成されている。還元ピリジルエチル化後、HPLCで分離精製したP1およびP2をリジルエンドペプチダ-ゼで消化した。得られた各ペプチド(LYペプチドと略称)をさらに各種プロテア-ゼおよびBrCN処理により断片化した。各ペプチド断片は気相シ-クエンサ-を用いて配列解析し、全てのLYペプチドのアミノ酸配列を明らかにした。各LYペプチドの連結はP1およびP2を再びAspーNプロテア-ゼやV8プロテア-ゼ消化あるいはAspーPro結合の化学的切断により、得られたペプチドを用いて行い、P1およびP2サブユニットの全一次構造を決定した。その結果、P1は227個の、P2は719個のアミノ酸残基から構成されていることが明らかになった。