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

新型葡聚糖合酶和环化酶的分子分析及应用

• 批准号: 05F05467
• 负责人: 木村 淳夫
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05F05467/
• 关键词: デキストラン; 環状化酵素; 合成酵素

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。

A study of cyclase activity 1) When the foreign special researcher revealed the enzyme producing cyclic sugar (CI), α-1,6-cyclic sugar (CI), The CI of residues 7 ~ 9 of the enzyme is produced by the enzyme. The enzyme has a high production capacity of CI-10 and CI-10. CI-10 - 10 residues are not fully understood in polymer compounds. 2)starch production The molecular mechanism of α-1,4 binding and α-1,6 binding is unknown 3)The production method of CI-10 was established by using the above 2 enzymes. The objectives of this study are: (A) To investigate the molecular mechanism of cyclase and synthase;(B) To study the production of highly functional enzymes;(C) To complete the process of starch → cyclase → cyclic sugar. This year, the second time I saw it. 1. Cyclase (CITase): 1) Catalysts:2) Acidity: Acid: Heteroenzymes: Cyclase-1) Catalysts: Residues: 2) Acidity: Acid: Heteroenzymes: Cyclase-1) Catalysts: Residues: 2) Acidity: Acid: Heteroenzymes: Cyclase-1) Catalysts: Residues: 2) Catalysts: Residues: Residues 2)Analysis of three-dimensional structure: establishment of crystallization conditions. 3)Properties: Synthesis of matrix The analysis of sugar migration is useful for establishing conditions for good sugar production. 2. Synthetic enzyme (DSase)1) Gene discovery: The successful discovery of enzyme genes in heterogeneous hosts and the analysis of enzyme properties. 2)Crystallization: X-ray structural analysis of enzymes used in the development and crystallization conditions are discussed. 3)The relationship between structure and function was studied: the activity of the C-terminal half was related to the activity of the catalyst, and the existence of the N-terminal half was identified. 3. The production of CI-10 by CITase and DSase; 2. The simultaneous action of enzymes; 3. The adjustment of production conditions of CI-10; 4. The separation method of CI-10; This method, CI-10 production trial run.

项目成果

Identification of catalytic amino acids of cyclodextran glucanotransferase from Bacillus circulans T-3040.

环状芽孢杆菌 T-3040 环糊精葡聚糖转移酶催化氨基酸的鉴定。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Biosci Biotechnol Biochem (in press)
• 作者: Yamamoto T;Terasawa K;Kim YM;Kimura A;Kitamura Y;Kobayashi M;Funane K
• 通讯作者: Funane K

Molecular analysis of α-glucosidase (GH-family 31)

α-葡萄糖苷酶（GH 家族 31）的分子分析

• 发表时间: 2005
• 期刊: Biologia 60(in press)
• 作者: Robert X;Haser R;Mori H;Svensson B;Aghajari N;X.Robert;Y.-M.Kim;H.Nakai
• 通讯作者: H.Nakai

Multiple forms of α-glucosidase in rice seeds (Oryza sativa L., var Nipponbare)

• DOI: 10.1016/j.biochi.2006.09.014
• 发表时间: 2007
• 期刊: Biochimie
• 影响因子: 3.9
• 作者: Hiroyuki Nakai;Tatsuya Ito;M. Hayashi;Koutarou Kamiya;Takeshi Yamamoto;K. Matsubara;Young-Min Kim;Wongchawalit Jintanart;M. Okuyama;H. Mori;S. Chiba;Y. Sano;A. Kimura

Synthesis of thermo- and acid-stable novel oligosaccharides by using dextransucrase with high concentration of sucrose

• DOI: 10.5458/jag.54.147
• 发表时间: 2007-04
• 期刊: Journal of applied glycoscience
• 影响因子: 1.1
• 作者: S. Nam;Eunhye Ko;Xing-Ji Jin;V. Breton;E. Abada;Young-Min Kim;A. Kimura;Doman Kim

A novel cyclic isomaltooligosaccharide (cycloisomaltodecaose, CI-10) produced by Bacillus circulans T-3040 displays remarkable inclusion ability compared with cyclodextrins

由环状芽孢杆菌T-3040产生的新型环状异麦芽低聚糖（cycloisomaltodecaose，CI-10）与环糊精相比表现出显着的包合能力

• 发表时间: 2007
• 期刊: J Biotechnol 188-192
• 作者: Funane K;Terasawa K;Mizuno Y;Ono H;Miyagi T;Gibu S;Tokashiki T;Kawabata Y;Kim YM;Kimura A;Kobayashi M
• 通讯作者: Kobayashi M