微生物や酵素を用いたヘプトースの生産における基盤技術の開発

利用微生物和酶生产庚糖的基础技术开发

• 批准号: 22K04843
• 负责人: 吉原 明秀
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04843/
• 关键词: トランスケトラーゼ; アルドペントース; ケトヘプトース; D-タガトース3‐エピメラーゼ; 希少糖; 七炭糖

七炭糖は天然に D-セドヘプツロースと D-マンノヘプツロースの２種類が確認されているが、その他の七炭糖は存在すら確認されていない未知な物質である。本研究ではThermus thermophilus HB8 由来組換えトランスケトラーゼに着目し酵素学的な諸性質を検討した。その結果、本酵素はアルドヘキソースから七炭糖を生産できることを見出し、ヒドロキシピルビン酸リチウムとアルドヘキソースから七炭糖の生産を行った。アクセプター基質にアルドペントースを用いた際には D-リボース、L-アラビノース、D-キシロース、L-リキソースに強い反応性が見られ、それぞれの転換率は 41%、26%、24%、43%であった。それぞれの生産物はHPLCを用いて分離精製し、LC/MS 、13C-NMR、比旋光度測定を行った。その結果、D-リボースを基質に生産された物質は D-セドヘプツロースで、L-アラビノースを基質に生産された物質は L-グルコヘプツロースで、D-キシロースを基質に生産された物質は D-イドヘプツロースで、L-リキソースを基質に生産された物質は L-ガラクトヘプツロースであることを同定できた。生産した 4 種類のケトヘプトースを基質に Pseudomonas chicorii ST24 由来 D-タガトース3-エピメラーゼによる酵素反応を行った。その結果、四種類すべて基質のエピ化反応を触媒していることが明らかとなった。それぞれの生産物はHPLCを用いて分離精製し、LC/MS 、13C-NMR、比旋光度測定を行った。その結果、D-セドヘプツロースのエピ化によって得られた生産物は D-アロヘプツロースで、D-イドヘプツロースのエピ化によって得られた生産物は D-グロヘプツロースで、L-ガラクトヘプツロースのエピ化によって得られた生産物は L-タロヘプツロースであると同定できた。

自然而然地证实了两种类型的septhepulose：d-Cedheptulose和d-mannoheptulose，但其他sephepheptulose是未知的物质，甚至尚未证实存在。在这项研究中，我们专注于源自嗜热HB8的重组转酮酶，并检查了酶促性能。结果，发现该酶可以从Aldohexose产生Septocy糖，并从羟型扭转酸锂和Aldohexose产生septocol糖。当使用醛糖糖作为受体底物时，对于D-核糖，L-阿拉宾糖，D-木糖和L-丙糖糖的反应性强，转化率为41％，26％，24％和43％。使用HPLC分离并纯化每个产物，并进行LC/MS，13C-NMR和特定的旋转测量。结果，我们能够确定使用d-核糖作为底物产生的物质是d-纤维素，这种物质是使用l-阿拉滨糖作为底物产生的物质是l-葡萄糖肽，这种物质是使用d-二凝糖液作为d-二肽的d-二糖蛋白产生的物质，并使用l-雌激素产生了d-二肽蛋白。产生的四种类型的酮醇蛋白被用作底物，使用源自假单胞菌Chicorii ST24的D-催化酶3-二聚体酶进行酶促反应。结果，发现所有四种底物都催化脱毛反应。使用HPLC分离并纯化每个产物，并进行LC/MS，13C-NMR和特定的旋转测量。结果，可以通过脱毛为d-合子蛋白脱毛获得的产物，通过将d-二肽蛋白脱毛为d-氯肽蛋白而获得的产物，以及通过将l-甲基肽作为L-肽糖脱毛作为l-二旋糖获得的产物。