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Applied and environmental microbiology1999Apr01Vol.65issue(4)

熱安定性モルト生成アミラーゼによって触媒されたアカルボース加水分解とトランスグリコシル化の作用モード。

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

モルト生成アミラーゼ遺伝子は、グラム陰性の熱性菌であるThermus株IM6501から大腸菌でクローン化されました。遺伝子は、発現ベクターp6xHis119によって発現した68 kDaの分子量を持つ酵素(THMA)をコードしました。THMAの最適な温度は60度Cであり、これはこれまでに報告されている他のモルト生成アミラーゼの温度よりも高かった。THMAの熱不活性化運動分析は、10 mM EDTAの存在下で安定化されたことを示しました。THMAは、加水分解とトランスグリコシル化活性の両方を抱いていました。ベータシクロデキストリンと澱粉を主にマルトースに加水分解し、プルランにパノースに加水した。THMAは、アミラーゼ阻害剤であるアカルボースをグルコースおよび偽糖(PTS)に加水分解しただけでなく、メチル化、薄脂肪溶剤を使用してアサルボース移動生成物の構造分析を含むグルコース、フルクトース、マルトース、セロビオースなどを含む17の糖受容体にも移しました。クロマトグラフィー、高性能イオンクロマトグラフィー、および核磁気共鳴は、PTSが主にアクセプターのC-6に、C-3および/またはC-4に低い程度で移動したことを示しました。α-(1,3) - グリコシド結合を形成することにより、糖のメチルアルファ-D-グルコピラノシドへのトランスグリコシル化が、アサルボースとTHMAを使用して初めて実証されました。アカルボース伝達産物の速度論的分析により、C-4トランスファー産物は最も迅速に形成されたが容易に加水分解され、C-6転送生成物は安定しており、反応混合物にメイン生成物として蓄積したことが示されました。

モルト生成アミラーゼ遺伝子は、グラム陰性の熱性菌であるThermus株IM6501から大腸菌でクローン化されました。遺伝子は、発現ベクターp6xHis119によって発現した68 kDaの分子量を持つ酵素(THMA)をコードしました。THMAの最適な温度は60度Cであり、これはこれまでに報告されている他のモルト生成アミラーゼの温度よりも高かった。THMAの熱不活性化運動分析は、10 mM EDTAの存在下で安定化されたことを示しました。THMAは、加水分解とトランスグリコシル化活性の両方を抱いていました。ベータシクロデキストリンと澱粉を主にマルトースに加水分解し、プルランにパノースに加水した。THMAは、アミラーゼ阻害剤であるアカルボースをグルコースおよび偽糖(PTS)に加水分解しただけでなく、メチル化、薄脂肪溶剤を使用してアサルボース移動生成物の構造分析を含むグルコース、フルクトース、マルトース、セロビオースなどを含む17の糖受容体にも移しました。クロマトグラフィー、高性能イオンクロマトグラフィー、および核磁気共鳴は、PTSが主にアクセプターのC-6に、C-3および/またはC-4に低い程度で移動したことを示しました。α-(1,3) - グリコシド結合を形成することにより、糖のメチルアルファ-D-グルコピラノシドへのトランスグリコシル化が、アサルボースとTHMAを使用して初めて実証されました。アカルボース伝達産物の速度論的分析により、C-4トランスファー産物は最も迅速に形成されたが容易に加水分解され、C-6転送生成物は安定しており、反応混合物にメイン生成物として蓄積したことが示されました。

A maltogenic amylase gene was cloned in Escherichia coli from a gram-negative thermophilic bacterium, Thermus strain IM6501. The gene encoded an enzyme (ThMA) with a molecular mass of 68 kDa which was expressed by the expression vector p6xHis119. The optimal temperature of ThMA was 60 degrees C, which was higher than those of other maltogenic amylases reported so far. Thermal inactivation kinetic analysis of ThMA indicated that it was stabilized in the presence of 10 mM EDTA. ThMA harbored both hydrolysis and transglycosylation activities. It hydrolyzed beta-cyclodextrin and starch mainly to maltose and pullulan to panose. ThMA not only hydrolyzed acarbose, an amylase inhibitor, to glucose and pseudotrisaccharide (PTS) but also transferred PTS to 17 sugar acceptors, including glucose, fructose, maltose, cellobiose, etc. Structural analysis of acarbose transfer products by using methylation, thin-layer chromatography, high-performance ion chromatography, and nuclear magnetic resonance indicated that PTS was transferred primarily to the C-6 of the acceptors and at lower degrees to the C-3 and/or C-4. The transglycosylation of sugar to methyl-alpha-D-glucopyranoside by forming an alpha-(1,3)-glycosidic linkage was demonstrated for the first time by using acarbose and ThMA. Kinetic analysis of the acarbose transfer products showed that the C-4 transfer product formed most rapidly but readily hydrolyzed, while the C-6 transfer product was stable and accumulated in the reaction mixture as the main product.

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