褐藻類における機能性オリゴ糖の生産に向けた有用酵素の機能解析及び改変

本研究課題は機能性を有するラミナリオリゴ糖の基本骨格を明らかにし、それにより糖質の構造と機能発現の関連性の解明を目的としている。具体的には、酵素工学的手法によりラミナリオリゴ糖を調製する方法の開発および高い機能性を有する基本構造の作製を目指した。本年度は採用の３年目であり、研究は順調に進捗した。昨年度に引き続き水産軟体動物のβ-グルカナーゼから得られた新たな糖質結合ドメインの機能解析を行った。これまでに本ドメインはアルギン酸などの酸性多糖に結合することが明らかとなったが、その結合の強さは明らかでない。その解析のため、Birte Svensson教授が在籍するTechnical University of Denmarkで研究活動を行った。当教授は酵素・タンパク質工学が専門であり、現在は様々な糖質とタンパク質の相互作用について研究している。当該年度における研究目標はその糖質認識ドメインと糖質の相互作用の強さを明らかにすることである。可溶性糖質とタンパク質の結合力の測定はアフィニティーゲル、表面プラズモン共鳴、等温滴定型カロリメトリーが挙げられる。アフィニティーゲルはタンパク質のテーリングが起こり正確な結合力を出すのが難しく、等温滴定型カロリメトリーは主に１：１の結合力を求める装置であり、本タンパク質と糖質の相互作用は凝集を引き起こすため正確な値が得られなかった。表面プラズモン共鳴ではその結合力を評価でき、解離定数2×10-8 （Ｍ）を求めた。また本ドメインは塩により結合能が異なる。表面プラズモン共鳴は塩濃度の異なる条件下での測定も可能であり、その評価についても本装置で測定が可能であることが分かった。

本研究課題は機能性を有するラミナリオリゴ糖の基本骨格を明らかにし、それにより糖質の構造と機能発現の関連性の解明を目的としている。具体的には、酵素工学的手法によりラミナリオリゴ糖を調製する方法の開発および高い機能性を有する基本構造の作製を目指した。本年度は採用の３年目であり、研究は順調に進捗した。昨年度に引き続き水産軟体動物のβ-グルカナーゼから得られた新たな糖質結合ドメインの機能解析を行った。これまでに本ドメインはアルギン酸などの酸性多糖に結合することが明らかとなったが、その結合の強さは明らかでない。その解析のため、Birte Svensson教授が在籍するTechnical University of Denmarkで研究活動を行った。当教授は酵素・タンパク質工学が専門であり、現在は様々な糖質とタンパク質の相互作用について研究している。当該年度における研究目標はその糖質認識ドメインと糖質の相互作用の強さを明らかにすることである。可溶性糖質とタンパク質の結合力の測定はアフィニティーゲル、表面プラズモン共鳴、等温滴定型カロリメトリーが挙げられる。アフィニティーゲルはタンパク質のテーリングが起こり正確な結合力を出すのが難しく、等温滴定型カロリメトリーは主に１：１の結合力を求める装置であり、本タンパク質と糖質の相互作用は凝集を引き起こすため正確な値が得られなかった。表面プラズモン共鳴ではその結合力を評価でき、解離定数2×10-8 （Ｍ）を求めた。また本ドメインは塩により結合能が異なる。表面プラズモン共鳴は塩濃度の異なる条件下での測定も可能であり、その評価についても本装置で測定が可能であることが分かった。