大腸菌のアミロマルターゼの作用パターン

Escherichia coli ML 株の誘導性 4-α-グルカノトランスフェラーゼであるアミロマルターゼは、均一になるまで精製されています。市販のマルトース基質に対するその比活性は、500 mkat/kg タンパク質 (1 mg タンパク質 -1 分あたり 30 μmol のグルコース形成) でした。精製酵素は、緩衝液濃度に応じて、低分子量（見かけの分子量 71000）と高分子量（見かけの分子量 370000）の形で相互変換可能に存在します。アミロマルターゼの特異性が再定義されました。これまで、この酵素は単一グルコシル単位の転移を触媒するグルコシルトランスフェラーゼであると考えられており、マルトースはその最も重要な基質とみなされてきた。アミロマルターゼは、グルコシル転移特異性と 4-α-グルカノシル転移特異性の両方を示すことが現在示されています。少なくとも 9 個までのグルコシル単位を含む 4-α-グルカノシル鎖を転移させることができます。しかし、アミロマルターゼ作用が本来発現する転移反応、すなわちマルトース＋マルトース平衡状態のマルトトリオース＋グルコースは起こらず、マルトースの基質としての役割は限定的であると結論づけられている。これは、マルトースがドナー基質として機能できず、アクセプター基質としてのみ機能するためである可能性があります。マルトデキストリンがドナーとして機能する場合、酵素によって転移される分子の部分は非還元末端基を含む部分であることが確認されています。クロマトグラフィー的に純粋なマルトースに対する酵素作用は、グルコース放出の時間経過における遅滞相によって特徴付けられます。この遅れ期は、「プライミング」（触媒）濃度のマルトトリオースまたは高級マルトデキストリンを添加することによって克服されます。マルトースに対する酵素の作用を説明するために、プライマー分子の生成を伴う自己触媒反応機構が提案されている。アミロマルターゼの再定義された作用パターンは、大腸菌による外因性および内因性の 1,4-α-グルカンの利用におけるこの酵素の再定義された役割と一致しています。

Amylomaltase, the inducible 4-alpha-glucanotransferase of Escherichia coli strain ML, has been purified to homogeneity. Its specific activity with a commercial maltose substrate was 500 mkat/kg protein (30 mumol glucose formed min-1 mg protein-1). The purified enzyme, dependent on buffer concentration, exists in interconvertible low-molecular-weight (apparent molecular weight 71000) and high-molecular-weight (apparent molecular weight 370000) forms. The specificity of amylomaltase has been redefined. Hitherto, the enzyme was thought to be a glucosyltransferase, catalysing the transfer of single glucosyl units, and maltose has been regarded as its most important substrate. Amylomaltase is now shown to exhibit both glucosyl-transfer and 4-alpha-glucanosyl-transfer specificity. 4-alpha-Glucanosyl chains containing up to at least nine glucosyl units can be transferred. However, it is concluded that the transfer reaction by which amylomaltase action was originally expressed, does not take place, i.e., Maltose + maltose in equilibrium Maltotriose + glucose and that maltose has a restricted role as a substrate. This may be due to the inability of maltose to function as a donor substrate, serving only as an acceptor substrate. It is confirmed that when a maltodextrin serves as a donor, that portion of the molecule transfered by the enzyme is that containing the nonreducing-end-group. Enzyme action on chromatographically pure maltose is characterized by a lag phase in the time course of glucose release. The lag pahse is overcome by addition of 'priming' (catalytic) concentrations of maltotriose or higher maltodextrins. An autocatalytic reaction mechanism involving the generation of primer molecules is proposed to explain the action of the enzyme on maltose. The redefined action pattern of amylomaltase is consistent with the redefined role of the enzyme in the utilization of exogenous and endogenous 1,4-alpha-glucans by E. coli.