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

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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。