マルトオリゴ糖両末端修飾化合物を用いたヒトおよびブタ膵臓α-アミラーゼの基質特異性 Substrate Specificity of Human and Bovine Pancreatic α-Amylases Using End-blocked Maltooligosaccharides

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Author(s)

    • 岡田 正道 OKADA Masamichi
    • 静岡大学農学部応用生物化学科 Department of Applied Biological Chemistry, Faculty of Agriculture, Shizuoka University
    • 小川 浩一 OGAWA Koichi
    • 静岡大学農学部応用生物化学科 Department of Applied Biological Chemistry, Faculty of Agriculture, Shizuoka University
    • 碓氷 泰市 USUI Taichi
    • 静岡大学農学部応用生物化学科 Department of Applied Biological Chemistry, Faculty of Agriculture, Shizuoka University

Abstract

p-ニトロフェルα-マルトオリゴ糖(重合度3-5)を基質に用い,グリコシダーゼの糖転移反応を利用して,非還元末端グルコシルにガラクトシル基およびN-アセチルグルコサミニル基を位置選択的導入した一連のマルトオリゴ糖両末端修飾誘導体を合成した.ガラクトシル基を修飾した:p-ニトロフェル4<SUP>5</SUP> -O-β-D-ガラクトシル-α-マルトペンタオシド(Gal<SUP>4</SUP>G5P),p-ニトロフェル4<SUP>4</SUP> -O-α-D-ガラクトシル-α-マルトテトラオシド(Gal<SUP>4</SUP>G4P)そしてp-ニトロフェル4<SUP>3</SUP> -O-β-D-ガラクトシル-α-マルトトリオシド(Gal<SUP>4</SUP> G3P)のヒトおよびブタ膵臓α-アミラーゼに対する水解様式と動力学パラメーターは,それぞれの糖重合度に対応してp-ニトロフェルα-マルトヘキサオシド(G6P),P-ニトロフェルα-マルトペンタオシド(G5P)そしてP-ニトロフェルα-マルトテトラオシド(G4P)のそれらと近似した値を示し,活性部位上であたかもGal残基をGlc残基1個分に置き換えたような結合特異性を示した.一方,N-アセチルグルコサミニル基修飾基質であるp-ニトロフェル3<SUP>5</SUP>-N-アセチルグルコサミニル-α-マルトペンタオシド(NG5P)とp-ニトロフェル34-N-アセチルグルコサミニル-α-マルトテトラオシド(NG4P)速度パラメーターはそれぞれG5PとG4Pに対応しており,活性部位上であたかも末端GlcNAc残基を無視するかのような結合特異性を示した.このように一連の両末端修飾基質は両α-アミラーゼの活性部位における基質認識プローブとして有用であることが実証できた.

β-D-Galactosyl and β-N-acetylglucosaminyl maltooligosaccharide derivatives, which are substituted at the nonreducing-end glucosyl residue of p-nitrophenyl α-maltooligosaccharides (maltotriose to maltopentaose), were regioselectively synthesized using the transglycosylation reaction of β-D-galactosidase from Bacillus circulans and hen-egg white lysozyme, respectively. On porcine and human pancreatic α-amylases, the hydrolytic pattern and kinetic parameter (ko/Km) of both end-blocked maltooligosaccharides, p-nitrophenyl 4<SUP>5</SUP> -O-β-D-galactosyl-α-maltopentaoside (Ga1<SUP>4</SUP> G5P), p-nitrophenyl 4<SUP>4</SUP> -O-β-D-galactosyl-α-maltotetraoside (Ga1<SUP>4</SUP> G4P) and p-nitrophenyl 4<SUP>3</SUP> -O-β-D-galactosyl- α-maltotrioside (Ga1<SUP>4</SUP> G3P), were very close to those of p-nitrophenyl α-maltohexaoside (G6P), p-nitrophenyl α-maltopentaoside (G5P) and p-nitrophenyl α-maltotetraoside (G4P), respectively, corresponding to their degrees of polymerization, while p-nitrophenyl 3<SUP>5</SUP> -O-β-N-acetylglu-cosaminyl-α-maltopentaoside (NG5P) and p-nitrophenyl 3<SUP>4</SUP> -O-β-N-acetylglucosaminyl-α-mal-totetraoside (NG4P) behaved as G5P and G4P, respectively, as if the G1cNAc group is ignored. On the contrary, p -nitrophenyl 6<SUP>5</SUP> -O-β-D-galactosyl-α-maltopentaoside (Ga1<SUP>6</SUP> G5P) caused a remarkable decrease in the ko/Km value compared with G5P, and p -nitrophenyl 6<SUP>4</SUP> -O-β-D-galactosyl-α-mal-totetraoside (Ga1<SUP>6</SUP> G4P) acted only slightly for the α-amylases. A series of maltooligosaccharides with both ends blocked were shown to be advantageous as probes for substrate recognition at the active site in porcine and human pancreatic α-amylases.

Journal

  • Journal of Applied Glycoscience

    Journal of Applied Glycoscience 47(1), 35-44, 2000-03-31

    The Japanese Society of Applied Glycoscience

References:  27

Cited by:  1

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    10008251457
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN10453916
  • Text Lang
    ENG
  • Article Type
    Journal Article
  • ISSN
    13403494
  • NDL Article ID
    5397184
  • NDL Source Classification
    ZP24(科学技術--化学・化学工業--糖・澱粉)
  • NDL Call No.
    Z17-15
  • Data Source
    CJP  CJPref  NDL  J-STAGE  JASI 
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