糖質の構造と生理活性の相関解明に向けた機能性糖質の創生

创建功能性碳水化合物以阐明碳水化合物结构与生理活性之间的关系

• 批准号: 22K05437
• 负责人: 中井 博之
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Niigata 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-22K05437/
• 关键词: ホスホリラーゼ; 糖質関連酵素

生体内糖質代謝に関与する糖質加リン酸分解酵素（ホスホリラーゼ）による糖質合成収率は極めて高く、産業上有用な酵素になり得る。しかしながら、既知のホスホリラーゼは他の糖質関連酵素に比べて報告例が少なく、今後生産可能な糖質のバリエーション拡大には新たな反応特異性を示すホスホリラーゼの発見が必須である。近年ゲノム全塩基配列の解読を目標としたゲノムプロジェクトが様々な生物種を対象に実施されており、今後新規なホスホリラーゼの発見の可能性は極めて高い。本研究では、バイオインフォマティクス手法及びメタゲノミクス解析を駆使することにより、生体内糖質代謝を理解する上で生物学的意義から学術的に重要な新規ホスホリラーゼの網羅的探索を行い、得られた新規酵素が触媒する加リン酸分解反応時の基質特異性およびオリゴ糖合成反応時の糖受容体特異性の解明を通して、オリゴ糖ライブラリー構築を試みる。本年度は、まず機能未知ホスホリラーゼ遺伝子を有する生物種のゲノムDNAから目的遺伝子をPCR法により単離し、大腸菌による各種組換え酵素の異種宿主発現系を確立した後、本発現系を用いて調製した組換え酵素の機能解析を行った結果、これまで報告例のない新規なホスホリラーゼを発見することが出来た。また、得られた新規酵ホスホリラーゼが触媒するオリゴ糖合成反応を用いて、複数の新規オリゴ糖の合成にも成功してた。現在、X線結晶構造解析により新規ホスホリラーゼの立体構造を解明中である。また、複数の環境中から回収したメタゲノムを制限酵素処理により断片化し、大腸菌発現用ベクターに組み込むことでメタゲノムライブラリーを作製した。現在、メタゲノムライブラリーを導入した改変大腸菌を用いて、新規ホスホリラーゼを探索中である。

Sugar metabolism in the body is related to the production of sugar and acid decomposing enzymes, and the rate of sugar synthesis is extremely high, and the production of industrially useful enzymes is obtained. There are fewer known examples of glucose-related enzymes than there are reported examples of glucose-related enzymes that may be produced in the future. There are also new examples of glucose-specific enzymes that must be discovered. In recent years, it is necessary to carry out the implementation of biological species in order to solve the problem of complete gene allocation, and the possibility of future discovery of new gene allocation is extremely high. This study is aimed at understanding the biological significance of carbohydrate metabolism in vivo, exploring new academic rules for carbohydrate metabolism, and exploring new enzymes for the substrate specificity of catalytic acid decomposition and carbohydrate receptor specificity of carbohydrate synthesis. The first step is to create a new structure. This year, the function of the enzyme is unknown. After the establishment of the enzyme heterogeneous host production system of various components in the biological species, the DNA of the target gene is isolated. After the establishment of the enzyme heterogeneous host production system, the function of the enzyme is analyzed. The new method of sugar synthesis was successfully used. Now, X-ray crystal structure analysis, new rules, three-dimensional structure analysis. In addition, in a number of environments, the enzyme treatment is limited to fragmentation and coliform production. Now, you can change the format of E. coli, and you can change the format of E. coli.