サイクロデキストリン合成酵素におけるドメイン構造と生物活性

环糊精合酶的结构域结构和生物活性

• 批准号: 03660075
• 负责人: 山根 國男
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03660075/
• 关键词: サイクロテキストリン合成酵素; αーアミラ-ゼ; 活性中心; 部位特異変異; 保存領域

サイクロデキストリン合成酵素(CGTase)はデンプンやアミロ-ス等から環状構造を持つオリゴ糖,テイクロデキストソン(CD),を合成する。CGTaseを培地中に分泌生産する好アルカリ性Bacillus sp#1011の染色体DNAより,CGTase遺伝子をクロ-ン化し,解析したところ,本CGTaseは686アミノ酸残基よりなり,4つのドメイン構造(ドメイン1〜4)を持っていると推定された。ドメイン1および2より成り立つN末端側約500アミノ酸部分の構造はαーアミラ-ゼの構造と非常に良く類似して居り,デンプンやアミロ-ス中のαー1,4グルコシド結合の切断に関係していると予想された。CGTaseにおけるこの領域には,全てのαーアミラ-ゼに存在し,活性中心を形成すると考えられている保存領域(A,B,B',C)と同じアミノ酸配列が存在していた。そこで保存領域に存在し,しかも触媒反応の中心となるB領域のAsp,B'領域のGlu,C領域のAspを部位特異的変異によってそれぞれAsu,Gln,ASnに変換した。得られた変異酵素はいずれの場合もデンプン分解活性とCD合成活性の両活性を失っていた。しかし基貭との結合活性は残されていた。また同保存領中のHis残基(A,B,C領域中)をAsuに変換した酵素についても解析した。その結果、CGTaseのN末端側半分はαーアミラ-ゼとほぼ同じ構造と機能を持っていると予想された。次にCGTase中でαーアミラ-ゼのアミノ酸配列とは全く異るドメイン4の構造を考察するために,ドメイン4の欠失した酵素,およびドメイン4のアミノ酸変異酵素についてそれらの酵素の性貭を解析した結果,変異酵素の中に鎖長の短いマルトオリゴ糖に対する反応が抑制されるもの,酸性側pHにおける安定性が低下したもの等が得られた。

The enzyme CGTase (CGTase) converts the cyclic structure of the enzyme into a sugar, and the enzyme CGTase (CD) synthesizes the enzyme. CGTase is secreted in culture and produced by a highly diverse Bacillus sp#1011 chromosome DNA sequence. CGTase gene is purified and analyzed. This CGTase is estimated to contain 686 amino acid residues and 4 amino acid structures (Nos. 1 - 4). The structure of the acid part of the N-terminal side of the N-terminal side is about 500 °. The structure of the acid part is very similar to that of the α-1,4 ° C part of the N-terminal side. CGTase is the domain in which all active sites exist, and the domain in which the active site is formed (A,B, B', C) and the domain in which the active site is formed exist. The site specific variation of Asu, Gln, ASn in the B domain Asp, Glu in the B'domain Asp in the C domain Asu, Gln, Asn in the B domain Asp in the C domain Asp in the C domain Asu,Gln,Asn. In this case, the activity of protein decomposition and the activity of CD synthesis are lost. The binding activity of the enzyme was reduced. His residues (A,B,C) in the same conserved domain were analyzed by Asu. As a result, CGTase's N-terminal half is divided into α-and β-groups. Secondly, when the structure of the α-aminol-aminolinic acid sequence and the completely different aminolinic acid sequence in CGTase were examined, the properties of the missing enzyme in aminolinic acid and the enzyme in aminolinic acid converting isoenzyme in aminolinic acid were analyzed. As a result, the reaction of the long, short and rapid sugar beating in the isoenzyme was inhibited, and the stability at the acidic pH was low.

项目成果

山根 國男: "新生化学実験講座" 東京化学同人,

山根邦男：《新化学实验教程》东京化学同人、

山根 國男: "遺伝子工学実験Strategy and Practice(分担課題:枯草菌における遺伝子クロ-ンの発現)" 日本アイソト-プ協会, 12 (1991)

Kunio Yamane：“基因工程实验策略与实践（共享作业：枯草芽孢杆菌中基因克隆的表达）”日本同位素协会，12（1991）

山根 國男,榊原 祥清: "ナットウ菌からのDNAの抽出" 遺伝. 45. 21-24 (1991)

Kunio Yamane，Yoshikiyo Sakakibara：“从纳豆芽孢杆菌中提取 DNA”遗传学 45. 21-24 (1991)。

A.Nakamura,K.Haga,S.ogawa,K.Kuwano,K.Kiwana and K.Yamane: "Functional relationthips between cycloclextrin glucnno transferace from an alkalophilic Bacillus and αーamylase:siteーdirectecl mutagenesis of the conserved two Asp and one Glu residues" FEBS Lett.2

A.Nakamura、K.Haga、S.okawa、K.Kuwano、K.Kiwana 和 K.Yamane：“来自嗜碱芽孢杆菌的环糊精葡萄糖转移酶与 α-淀粉酶之间的功能关系：保守的两个 Asp 和 α-淀粉酶的定点诱变一个谷氨酸残基”FEBS Lett.2

K.Nakazawa,H.Sasamoto,Y.Shiraki,S.Harada,K.Yanagi and K.Yamane: "Extracllular production of mouce interferon leta by the Baillus subtilin αーamylase secretion vectas:And:onral activity and clecluced NH_2ーterminel amins acicl sequuces of the secreted protei

K.Nakazawa、H.Sasamoto、Y.Shiraki、S.Harada、K.Yanagi 和 K.Yamane：“Baillus 枯草菌素 α-淀粉酶分泌 vectas 产生口腔干扰素 leta：And：onral 活性和 clecluced NH_2-terminel分泌蛋白的 amins acicl 序列