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。

与生物 - 碳水化合物代谢相关的碳水化合物 - 添加酶（磷酸酶）的糖合成比非常高，并且可以是一种工业酶。然而，与其他相关酶相比，已知的磷酸盐酶的报告较少，并且可以在将来产生的碳水化合物变化的扩展需要发现新的反应特征性。近年来，为各种物种实施了旨在解码基因组整个碱基序列的基因组项目，未来发现新的磷酸酶的可能性非常高。在这项研究中，通过充分利用bioginphomatics方法和宏基因组学分析，新的HOS神圣假期是生物学意义的一种学术意义，在理解 - 通过阐明碳水化合物代谢中的理解。在寡糖合成的情况下，催化催化催化分解反应和寡糖特征性的时间，我们将尝试构建寡糖。在这个财政年度，通过PCR方法分离了一组未知的磷酸酶基因基因的基因组DNA，通过大肠杆菌建立了一种不同的恢复酶，然后使用此表达系统制备了。替代酶，我们能够在没有报告的情况下发现新的磷酸酶。此外，我们使用寡糖合成反应成功地合成了多种新的寡糖，这是由新的发酵磷酸盐酶催化的。目前，通过X射线晶体结构分析阐明了新磷酸盐酶的三维结构。此外，通过限制酶处理从多个环境中恢复的元基因并将其纳入载体以表达Colonna的表达来创建宏基因组文库。目前，我们正在使用改良的大肠杆菌探索新的磷光酶，该大肠杆菌引入了元元文库。