新規なデキストラン合成酵素と環状化酵素の分子解析と応用

点击翻译按钮获取中文摘要

デキストラン合成酵素と環状化酵素に関する研究である。その内容は、1)当該外国人特別研究員はデキストランから新規な環状糖(CIと略;α-1,6グルコシド結合で構成)を生産する酵素を見出した。グルコースが7〜9残基のCIを産する酵素はあるが、これらのCIには包接能がない。本酵素は大環状のCIを与え、特にCI-10の生産能が高い。CI-10は10残基のグルコースからなり高分子化合物を包接できるが、環状化酵素の分子機構は未解明である。2)澱粉からデキストランを生産する酵素を得た。アミノ酸配列は新規であり、α-1,4結合をα-1,6結合に転換する分子機構は未知である。3)上記の2酵素を利用することで、安価な澱粉から有用なCI-10の製造法が確立できる。研究の目的は、A)環状化酵素と合成酵素の分子機構を究明、B)高機能な酵素の作製、C)「澱粉→デキストラン→環状糖」の完成である。本年度は次の知見を得た。1.環状化酵素(CITaseと略)1)触媒アミノ酸:2つの酸性アミノ酸の変異酵素にケミカル-レスキュー現象が認められ、これらのアミノ酸を触媒残基と推定した。2)立体構造解析:結晶作製条件の確立を行った。3)性質解明:合成した基質を用いサブサイト構造を解明した。糖転移作用を解析し有用な長鎖イソマルトオリゴ糖を効率良く生産する条件を確立した。2.合成酵素(DSaseと略)1)遺伝子発現:酵素遺伝子の異種宿主発現に成功し発現酵素の性質を解析した。2)結晶作製:発現酵素を用いX線構造解析のための結晶条件を検討した。3)構造と機能の関係究明:C末端半分の領域は活性に関与せず、触媒作用に必須な領域は、N末端側に存在することが判明した。3.CITaseとDSaseによるCI-10の生産2つの酵素の同時作用によるCI-10の製造条件を調べ、生成したCI-10の分離方法を確立した。本手法で、CI-10の製造試験を行った。