GH-57 family に属する新規 Branching Enzyme の同定と解析 A Novel Branching Enzyme of the GH-57 Family

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著者

    • 金井 保 KANAI Tamotsu
    • 京都大学大学院工学研究科 Department of Synthetic Chemistry and Biological Chemistry, Graduate School of Engineering, Kyoto University
    • 村上 平 MURAKAMI Taira
    • 京都大学大学院工学研究科 Department of Synthetic Chemistry and Biological Chemistry, Graduate School of Engineering, Kyoto University
    • 今中 忠行 IMANAKA Tadayuki
    • 京都大学大学院工学研究科 Department of Synthetic Chemistry and Biological Chemistry, Graduate School of Engineering, Kyoto University

抄録

超好熱始原菌<i>Thermococcus kodakaraensis</i> KOD1株のDNA Microarray解析の結果,マルトデキストリン代謝条件において特異的に転写量増加を示す機能未知ORF (TK1436) が発見された.TK1436はGlycoside hydrolase, family 57 (GH-57 family) に分類されるタンパク (675aa,78.5kDa) をコードしていた.GH-57 familyは一次構造より七つのサブファミリーに分類されるが,TK1436はGH-57 familyで既知の4種の酵素 (α-Amylase,4-α-Glucanotransferase,Amylopullulanase,α-Galactosidase) とは異なるサブファミリーに属していた.TK1436タンパクの機能解明を行うために,組換えTK1436タンパクの調製を行い,Melibiose,Pullulan,MaltoheptaoseおよびAmyloseを基質として反応を行った.その結果,Amyloseを基質とした場合に,微量ながらもマルトオリゴ糖含量の上昇が観察された.Branching enzyme (BE) は,Amyloseを基質としてGlycogenやAmylopectinの分枝構造を作る酵素であるが,反応副産物として少量のマルトオリゴ糖を生成する.これまでにBEとしては,GH-13 familyに属するタンパクのみが知られていたが,我々はTK1436が新規BEである可能性について検討を行った.先ほどの反応産物を,さらにα-1,6結合の切断を行うIsoamylaseで処理を行った結果,多量のマルトオリゴ糖が遊離した.次に平均分子量3.0×10<sup>4</sup>のAmyloseを基質として,反応産物の分子量を測定した.その結果,生成物の平均分子量は3.0×10<sup>6</sup>~3.4×10<sup>6</sup>であり,基質の100倍以上の高分子であることが判明した.

Branching enzyme (BE) catalyzes formation of the branch points in glycogen and amylopectin by cleavage of the α-1,4-linkage and its subsequent transfer to the α-1,6-position. A novel BE encoded by an uncharacterized ORF (TK1436) was identified in the hyperthermophilic archaeon, <i>Thermococcus kodakaraensis</i> KOD1. TK1436 encodes a conserved protein showing similarity to members of glycoside hydrolase family 57 (GH-57 family). TK1436 orthologs are distributed in archaea of Thermococcales, cyanobacteria, some actinobacteria and a few other bacterial species. When recombinant TK1436 protein was incubated with amylose used as the substrate, a product peak was detected by high-performance anion exchange chromatography, eluting slower than the substrate. Isoamylase treatment of the reaction mixture significantly increased the level of short-chain α-glucans, indicating that the reaction product contained many α-1,6-branching points. TK1436 protein showed an optimal pH of 7.0, an optimal temperature of 70°C, and thermostability up to 90°C as determined by the iodine-staining assay. These properties were the same when a protein devoid of the C-terminal HhH motifs (TK1436ΔH protein) was used. The average molecular weight of branched glucan after reaction with TK1436ΔH protein was over 100 times larger than that of the starting substrate. These results indicate that TK1436 encodes a structurally novel BE belonging to the GH-57 family.

収録刊行物

  • Journal of applied glycoscience  

    Journal of applied glycoscience 54(2), 119-124, 2007-04-20 

    The Japanese Society of Applied Glycoscience

参考文献:  31件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10018617579
  • NII書誌ID(NCID)
    AA11809133
  • 本文言語コード
    ENG
  • 資料種別
    REV
  • ISSN
    13447882
  • NDL 記事登録ID
    8827997
  • NDL 雑誌分類
    ZP24(科学技術--化学・化学工業--糖・澱粉)
  • NDL 請求記号
    Z17-15
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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