p-ニトロフェニルβ-D-ガラクトシルおよび6-O-ベンジル-α-マルトペンタオシドの新規酵素合成法 Novel Enzymatic Synthesis of β-D-Galactosyl- and 6-O-Benzyl-Derivatives of p-Nitrophenyl α-Maltopentaoside

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Pseudomonas stutzeri起源マルトテトラオース生成アミラーゼ(G4-アミラーゼ)は重合度5~7のマルトオリゴ糖を水解しマルトテトラオース(G4)を生成することが知られているが,各重合度(n=4~7)のβ-1,4-ガラクトシルーマルトオリゴ糖(β-1,4-Gal-Gn)にも作用し,β-1,4-Gal-G2,β-1,4-Gal-G3,β-1,4-Gal-G4を生成した.またこれらの基質に対する動力学的パラメータを求めたところ,β-1,4-Gal-Gnの重合度が大きくなるに従い,ko/Kmの値も大きくなった.G4-アミラーゼの糖転移作用を利用し,p-ニトロフェニルα-グルコシド(GP)を受容体基質とし,β-1,4-Gal-G5,β-1,4-Gal-G6,β-1,4-Gal-G7をそれぞれ供与体基質としてアルコール水溶液中で反応させることにより,それぞれ3.3%,11.3%,6.8%(w/w)のp-ニトロフェニルβ-1,4-ガラクトシル-α-マルトペンタオシド(Gal-G5P)が生成した.また工業的生産を考慮して,入手が容易なGal-G6とGal-G7(β-1,4-Gal体:β-1,6-Gal体=1:0.1,重量比)をおもに含むGal-Gn混合物を供与体基質とし,GPを受容体基質として本酵素を作用させた場合,β-1,4-Gal-G5Pが6.1%,β-1,6-Gal-G5Pが0.6%生成した.G4-アミラーゼの糖転移反応を同様に利用して,メチル6-O-ベンジル-αマルトヘキサオシド(BG6-Me)およびBG7-Meをおもに含むメチル6-O-ベンジル-αマルトオリゴ糖(BGn-Me)を供与体基質とし,GPを受容体基質としてp-ニトロフェニル6-0ベンジル-α-マルトペンタオシド(BG5P)の生成条件を検討した.Gal-Gnを供与体基質とした場合とは違い,本アミラーゼはBGn-Meのα-1,4結合の1カ所切断し,BG4をGPの4位の水酸基に転移し,BG5Pを10.2%(w/w)生成した.従来のGal-G5PやBG5Pを製造する方法では高純度のp-ニトロフェニルα-マルトペンタオシド(G5P)を合成原料としていたため,G5Pの製造のために生産効率が低いゲル濾過クロマトグラフィーを使用せざるを得なかったが,本報告の方法を用いることにより,高純度のG5Pを得る複雑な工程が省かれた簡便なGal-G5PおよびBG5Pの調製法を確立した.

The hydrolysis of various β-1, 4-galactosyl-maltooligosaccharides (β-1, 4-Gal-Gn) by the action of an exo-maltotetraohydrolase (EC, G4-amylase) from Pseudomonas stutzeri was examined to obtain information on action mode and kinetic parameters. The enzyme split 2 points of the. α-1, 4-glucosidic linkage in β-1, 4-galactosyl-maltotetraose (β-1, 4-Gal-G4) and 3 points in β-1, 4-Gal-G5, -Gal-G6 and -Gal-G7 to form various molar ratios of β-1, 4-Gal-G2, -Gal-G3 and -Gal-G4, respectively, and larger ko/Km values were observed with larger β-1, 4-Gal-Gn as substrates. The G4-amylase catalyzed the formation of p-nitrophenyl β-1, 4-D-galactosyl-α-maltopentaoside (β-1, 4-Gal-G5P) by its transfer action with a yield of 3.3, 11.3 and 6.8% by weight, and coincided well with the hydrolytic pattern of β-1, 4-Gal-Gn (n=5-7), from the mixture of p-nitrophenyl α-D-glucopyranoside (GP) and β-1, 4-Gal-G5, -Gal-G6 or -Gal-G7, respectively. The G4-amylase synthesized β-1, 4-Gal-G5P with a yield of 6.1% by weight of the mixture of GP with crude Gal-Gn containing primarily Gal-G6 and Gal-G7, of which about 10% was the respective β-1, 6 isomer. By an analogous method, the preparation of p-nitropheny16-0-benzyl-α-maltopentaoside (BG5P) was also examined with the mixture of GP and methyl 6-O-benzyl-α-maltooligosaccharides (BGn-Me) containing primarily BG6-Me and BG7-Me. In contrast to the action on Gal-Gn, the enzyme split 1 point of the α-1, 4-glucosidic linkage in BGn-Me, and the BG4 formed was readily transferred to the 4-position of GP by the α-1, 4-glucosidic linkage with a yield of 10.2% (w/w) . By these methods, the complicated procedures to obtain pure p-nitrophenyl α-malto-pentaoside (G5P) were eliminated from the conventional production methods of Gal-G5P and BG5P.


  • Journal of Applied Glycoscience

    Journal of Applied Glycoscience 44(3), 313-321, 1997-08-31

    The Japanese Society of Applied Glycoscience

References:  19

Cited by:  1


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    Journal Article
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