森 春英 (モリ ハルヒデ)

農学研究院 基盤研究部門 生物機能化学分野教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(農学), 北海道大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
J-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • 糖質加リン酸分解酵素
  • 糖質異性化
  • マンノース含有オリゴ糖
  • オリゴ糖
  • α-グルコシグーゼ
  • 酵素利用学
  • 加水分解酵素
  • α-amylase
  • 酵素反応機構
  • 糖転移反応
  • 酵素化学
  • イソマルトオリゴ糖
  • 糖質関連酵素
  • 多糖合成酵素
  • 応用生物化学
  • Applied Biochemistry (6103)
研究分野
  • ライフサイエンス, 応用生物化学
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2025年04月 - 現在
    北海道大学 大学院農学研究院・農学院・農学部, 副研究院長・副学院長・副学部長
  • 2013年04月 - 現在
    北海道大学, 大学院農学研究院 生物化学研究室, 教授
  • 2019年04月 - 2021年03月
    北海道大学 大学院農学研究院・農学院・農学部, 副研究院長・副学院長・副学部長
  • 2017年04月 - 2019年03月
    北海道大学 大学院農学研究院, Graduate School of Agriculture Research Faculty of Agriculture, 研究院長補佐
  • 2010年 - 2012年
    北海道大学 大学院農学研究院 分子酵素学研究室, 准教授
  • 2007年
    北海道大学 大学院農学研究院 分子酵素学研究室 准教授
学歴
  • 1992年, 北海道大学, 農学研究科, 日本国
  • 1992年, 北海道大学, Graduate School, Division of Agriculture
委員歴
  • 2025年05月 - 現在
    日本農芸化学会, 理事・支部長, 学協会
  • 2023年09月 - 現在
    日本応用糖質科学会, 副会長
  • 2013年07月 - 現在
    日本応用糖質科学会, 評議員, 学協会
  • 2023年05月 - 2026年02月
    日本農芸化学会, 大会実行委員会(副委員長)
  • 2023年05月 - 2025年04月
    日本農芸化学会, 北海道支部幹事(副支部長)
  • 2021年09月 - 2023年09月
    日本応用糖質科学会, 監事, 学協会
  • 2017年07月 - 2023年06月
    日本応用糖質科学会, 北海道支部長, 学協会
  • 2021年08月 - 2021年09月
    日本応用糖質科学会, 2021年度大会実行委員長, 学協会
  • 2014年09月 - 2021年09月
    日本応用糖質科学会, 理事
  • 2015年06月 - 2021年06月
    北海道食の安全・安心委員会, 委員・専門部会長, 自治体
  • 2014年10月 - 2017年09月
    日本応用糖質科学会, 和文誌編集委員(委員長), 学協会
  • 2013年03月 - 2017年02月
    日本農芸化学会, 和文誌編集委員会, 学協会
  • 2012年10月 - 2014年09月
    日本応用糖質科学会, 和文誌編集委員(副委員長), 学協会
  • 2009年07月 - 2013年06月
    日本応用糖質科学会, 北海道支部幹事長(事務局), 学協会
  • 2011年04月 - 2013年02月
    日本農芸化学会, 広報委員会, 学協会
  • 2010年 - 2011年
    日本応用糖質科学会, H23大会実行委員会総務, 学協会
  • 2010年
    日本応用糖質科学会, 「応用糖質科学」1巻1号編集委員, 学協会
学内役職歴
  • 大学院農学院副学院長, 2019年4月1日 - 2021年3月31日
  • 大学院農学研究院副研究院長, 2019年4月1日 - 2021年3月31日
  • 農学部副学部長, 2019年4月1日 - 2021年3月31日
  • 評価室室員, 2016年7月1日 - 2018年6月30日
  • 評価室室員, 2018年7月1日 - 2020年6月30日

研究活動情報

■ 受賞
  • 2019年09月, 日本応用糖質科学会, 学会賞
    各種糖質加水分解酵素・加リン酸分解酵素・異性化酵素の機能と応用に関する研究
    森 春英
  • 2007年, Best Poster Award
  • 2005年09月, 日本応用糖質科学会, 奨励賞
    植物α-アミラーゼの機能と構造に関する研究
    森 春英
  • 2004年, ベストポスター賞
  • 2003年, B.B.B.論文賞
    日本国
  • 2003年, Biosci Biotechnol Biochem Paper Award(JSBBA, 2003)
■ 論文
  • Structure and Function of Honeybee α-Amylase of Glycoside Hydrolase Family 13 Subfamily 15
    Wataru Saburi; Yushi Takahashi; Shiho Takei; Toyoyuki Ose; Haruhide Mori
    Molecules, 2026年07月27日
    研究論文(学術雑誌)
  • 糖質加水分解酵素ファミリー15酵素の機能と構造の多様性
    田上貴祥; 佐分利亘; 奥山正幸; 森春英
    応用糖質科学, 16, 2, 48, 56, The Japanese Society of Applied Glycoscience, 2026年05月20日, [査読有り]
    日本語, 研究論文(学術雑誌)
  • Insights into the recognition of cyclic α-(1→6)-glucan by a solute-binding protein of an ABC transporter from Tepidibacillus decaturensis
    Shiho Takei; Wataru Saburi; Min Yao; Haruhide Mori; Toyoyuki Ose
    Journal of Biological Chemistry, 2026年05月
    研究論文(学術雑誌)
  • Mechanism for synthesis of isomaltooligosaccharides from maltooligosaccharides by GH15 α‐glucan 4(6)‐α‐glucosyltransferase
    Tianyi Qin; Wataru Saburi; Momo Sawada Otsubo; Haruki Oshita; Kenta Kanai; Tomoya Ota; Birte Svensson; Haruhide Mori
    The FEBS Journal, 2026年05月
    研究論文(学術雑誌)
  • Functional Analysis of Amino Acid Residues Responsible for Substrate Specificity of GH13_17 α‑Glucosidase from Aedes aegypti Saliva (AaMalI).
    Waraporn Auiewiriyanukul; Wataru Saburi; Haruhide Mori; Dumrongkiet Arthan; Sorachat Tharamak
    ACS omega, 11, 10, 15795, 15808, 2026年03月17日, [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), The α-glucosidase (AaMalI) in Aedes aegypti saliva belongs to glycoside hydrolase family 13, subfamily 17 (GH13_17) and plays a crucial role in the digestion of sucrose, which is the main sugar involved in insect metabolism. The amino-acid residues in the conserved region II have been reported as the key residues for sucrose specificity in GH13_17. Using mutagenesis, this study expressed and purified recombinant AaMalI and determined the molecular mechanism related to substrate specificity. The optimal activity was at pH 6.3 and 40 °C. AaMalI had a trisaccharide specificity similar to GH13 α-glucosidases and preference for sucrose over maltose. The single mutation of Y223H and the double mutation of P222N/Y223H altered the substrate preference from sucrose to maltose. Structural analysis of the AaMalI model obtained by superimposition with the maltose-bound complex suggested that Tyr292 stabilizes the d-glucosyl moiety at subsite +1, whereas His223 indirectly contributes to maltose hydrolysis. These findings provide structural insights into AaMalI substrate specificity and support its potential as a target for vector mosquito control.
  • AtGH3.10 and JAR1 Produce 12-Hydroxyjasmonoyl-l-isoleucine from 12-Hydroxyjasmonic Acid in Arabidopsis thaliana.
    Katsunari Oki; Akane Enoki; Yoshitaka Yokota; Taiki Kurihara; Takafumi Shimizu; Wataru Saburi; Takayuki Tohge; Haruhide Mori; Guido Van den Ackerveken; Naoki Kitaoka; Hideyuki Matsuura
    Chembiochem : a European journal of chemical biology, e2500151, 2025年09月11日, [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Jasmonates are plant hormones that regulate plant defense and development. 7-iso-Jasmonoyl-l-isoleucine (JA-Ile) is a representative active jasmonate which is biosynthesized from 7-iso-jasmonic acid (JA) by the jasmonoyl-amido synthases JASMONATE RESISTANT 1 (JAR1) and AtGH3.10 in Arabidopsis thaliana. 12-Hydroxy-7-iso-jasmonoyl-l-isoleucine (12-OH-JA-Ile) is another active jasmonate, and 12-hydroxylation of JA-Ile is considered the major biosynthetic pathway toward 12-OH-JA-Ile. Previous report elucidated that recombinant JAR1 showed a weak activity against 12-hydroxy-7-iso-jasmonic acid (12-OH-JA). However, the direct conversion from 12-OH-JA to 12-OH-JA-Ile in planta and the enzyme activity of AtG3.10 against 12-OH-JA have never been reported. Herein, a feeding experiment with deuterated 12-OH-JA confirms the direct conversion of 12-OH-JA to 12-OH-JA-Ile in wild-type Arabidopsis plants. The conversion from 12-OH-JA to 12-OH-JA-Ile is not observed in jar1 gh3.10 double mutant, suggesting that 12-OH-JA is converted to 12-OH-JA-Ile by JAR1 and AtGH3.10. Notably, enzyme assays show that the catalytic efficiency with 12-OH-JA for AtGH3.10 is higher than those with JA for AtGH3.10 and with 12-OH-JA for JAR1. Comparative analysis of JAR1 and AtGH3.10 structures and site-directed mutation analysis reveals that Ser120 in AtGH3.10 is the key amino acid residue responsible for its high catalytic efficiency against 12-OH-JA.
  • Structural basis of transglucosylation in dextran dextrinase, a homolog of anomer-inverting GH15 glucoside hydrolases
    Takayoshi Tagami; Wataru Saburi; Juri Sadahiro; Yuya Kumagai; Weeranuch Lang; Naohiro Matsugaki; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Atsuo Kimura
    Journal of Biological Chemistry, 301, 9, 110541, 110541, Elsevier BV, 2025年09月, [査読有り], [責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Biochemical and structural analysis of the mechanism for the catalysis and specificity of cellobiose 2-epimerase from Rhodothermus marinus
    Wataru Saburi; Hirohiko Muto-Fukiya; Nongluck Jaito; Koji Kato; Jian Yu; Min Yao; Haruhide Mori
    Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 89, 7, 973, 984, Oxford University Press (OUP), 2025年03月22日, [最終著者, 責任著者]
    研究論文(学術雑誌), Abstract

    Cellobiose 2-epimerase (CE) catalyzes C-2 epimerization of reducing end d-glucose/d-mannose residue of β-(1→4)-disaccharides, and also slightly catalyzes aldose-ketose conversion. In this study, we investigated the structure-function relationship of Rhodothermus marinus CE (RmCEs). In 2H2O, 2H replaced the 2-H of the reducing end sugar residue, suggesting a proton abstraction-addition mechanism via the cis-enediolate intermediate. The structure of the RmCE-mannobiitol complex showed that His259 was suitable for abstracting 2-H from d-mannose residue, whereas His390 was suitable for the d-glucose residue. H259A and H390A mutations abolished activity for Galβ1-4Man and Galβ1-4Glc formation from Galβ1-4Fru, respectively, and these mutants catalyzed both epimerization and isomerization to Galβ1-4Glc and Galβ1-4Man, respectively. Ala substitution of the residues interacting with the 2-O of the reducing end sugar residue significantly reduced the velocity for epimerization, but not for isomerization. Trp385, stacked onto the non-reducing-end sugar residues of disaccharides, was shown to be important for disaccharide specificity.
  • Molecular mechanism for the substrate specificity of Arthrobacter globiformis M6 α-glucosidase CmmB, belonging to glycoside hydrolase family 13 subfamily 30
    Wataru Saburi; Takayoshi Tagami; Takuya Usui; Jian Yu; Toyoyuki Ose; Min Yao; Haruhide Mori
    Food Bioscience, 61, 104516, 104516, Elsevier BV, 2024年10月, [査読有り], [最終著者]
    研究論文(学術雑誌)
  • Comparisons of the amylolytic enzymes and malt starch hydrolysates of two barley cultivars, Hokudai 1 (the first cultivar developed in Japan) and Kitanohoshi (currently used cultivar for beer production)
    Wataru Saburi; Haruhide Mori
    Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 88, 10, 1180, 1187, Oxford University Press (OUP), 2024年07月11日, [査読有り], [最終著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Abstract

    Starch degradation in malted barley produces yeast-fermentable sugars. In this study, we compared the amylolytic enzymes and composition of the malt starch hydrolysates of two barley cultivars, Hokudai 1 (the first cultivar established in Japan) and Kitanohoshi (the currently used cultivar for beer production). Hokudai 1 malt contained lower activity of amylolytic enzymes than Kitanohoshi malt, although these cultivars contained α-amylase AMY2 and β-amylase Bmy1 as the predominant enzymes. Malt starch hydrolysate of Hokudai 1 contained more limit dextrin and less yeast-fermentable sugars than that of Kitanohoshi. In mixed malt saccharification, a high Hokudai 1 malt ratio increased the limit dextrin levels and decreased the maltotriose and maltose levels. Even though Kitanohoshi malt contained more amylolytic enzymes than Hokudai 1 malt, addition of Kitanohoshi extract containing the amylolytic enzymes did not enhance malt starch degradation of Hokudai 1. Hokudai 1 malt starch was less degradable than Kitanohoshi malt starch.
  • Tunable structure of chimeric isomaltomegalosaccharides with double α-(1 → 4)-glucosyl chains enhances the solubility of water-insoluble bioactive compounds
    Weeranuch Lang; Takayoshi Tagami; Yuya Kumagai; Seiya Tanaka; Hye-Jin Kang; Masayuki Okuyama; Wataru Saburi; Haruhide Mori; Tohru Hira; Chaehun Lee; Takuya Isono; Toshifumi Satoh; Hiroshi Hara; Takayuki Kurokawa; Nobuo Sakairi; Yoshiaki Yuguchi; Atsuo Kimura
    Carbohydrate Polymers, 319, 121185, 121185, Elsevier BV, 2023年11月, [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)
  • Molecular mechanism for endo-type action of glycoside hydrolase family 55 endo-β-1,3-glucanase on β1-3/1-6-glucan.
    Tomoya Ota; Wataru Saburi; Takayoshi Tagami; Jian Yu; Shiro Komba; Linda Elizabeth Jewell; Tom Hsiang; Ryozo Imai; Min Yao; Haruhide Mori
    The Journal of biological chemistry, 105294, 105294, 2023年09月27日, [査読有り], [最終著者, 責任著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), The glycoside hydrolase family 55 (GH55) includes inverting exo-β-1,3-glucosidases and endo-β-1,3-glucanases, acting on laminarin, which is a β1-3/1-6-glucan consisting of a β1-3/1-6-linked main chain and β1-6-linked branches. Despite their different modes of action toward laminarin, endo-β-1,3-glucanases share with exo-β-1,3-glucosidases conserved residues that form the dead-end structure of subsite -1. Here, we investigated the mechanism of endo-type action on laminarin by GH55 endo-β-1,3-glucanase MnLam55A, identified from Microdochium nivale. MnLam55A, like other endo-β-1,3-glucanases, degraded internal β-d-glucosidic linkages of laminarin, producing more reducing sugars than the sum of d-glucose and gentiooligosaccharides detected. β1-3-Glucans lacking β1-6-linkages in the main chain were not hydrolyzed. NMR analysis of the initial degradation of laminarin revealed that MnLam55A preferentially cleaved the non-reducing terminal β1-3-linkage of the laminarioligosaccharide moiety at the reducing end side of the main chain β1-6-linkage. MnLam55A liberates d-glucose from laminaritriose and longer laminarioligosaccharides, but kcat/Km values to laminarioligosaccharides (≤4.21 s-1mM-1) were much lower than to laminarin (5,920 s-1mM-1). These results indicate that β-glucan binding to the minus subsites of MnLam55A, including exclusive binding of the gentiobiosyl moiety to subsites -1 and -2, is required for high hydrolytic activity. A crystal structure of MnLam55A, determined at 2.4 Å resolution, showed that MnLam55A adopts an overall structure and catalytic site similar to those of exo-β-1,3-glucosidases. However, MnLam55A possesses an extended substrate-binding cleft that is expected to form the minus subsites. Sequence comparison suggested that other endo-type enzymes share the extended cleft structure. The specific hydrolysis of internal linkages in laminarin is presumably common to GH55 endo-β-1,3-glucanases.
  • Hydrolysis-transglycosylation of sucrose and production of β-(2→1)-fructan by inulosucrase from Neobacillus drentensis 57N.
    Yusuke Kido; Wataru Saburi; Taizo Nagura; Haruhide Mori
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 87, 10, 1169, 1182, 2023年09月21日, [査読有り], [最終著者, 責任著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Inulin, β-(2→1)-fructan, is a beneficial polysaccharide used as a functional food ingredient. Microbial inulosucrases (ISs), catalyzing β-(2→1)-transfructosylation, produce β-(2→1)-fructan from sucrose. In this study, we identified a new IS (NdIS) from the soil isolate, Neobacillus drentensis 57N. Sequence analysis revealed that, like other Bacillaceae ISs, NdIS consists of a glycoside hydrolase family 68 domain and shares most of the 1-kestose-binding residues of the archaeal IS, InuHj. Native and recombinant NdIS were characterized. NdIS is a homotetramer. It does not require calcium for activity. High performance liquid chromatography and 13C-nuclear magnetic resonance indicated that NdIS catalyzed the hydrolysis and β-(2→1)-transfructosylation of sucrose to synthesize β-(2→1)-fructan with chain lengths of 42 or more residues. The rate dependence on sucrose concentration followed hydrolysis-transglycosylation kinetics, and a 50% transglycosylation ratio was obtained at 344 m m sucrose. These results suggest that transfructosylation from sucrose to β-(2→1)-fructan occurs predominantly to elongate the fructan chain because sucrose is an unfavorable acceptor.
  • Chemical synthesis of oligosaccharide derivatives with partial structure of β1-3/1-6 glucan, using monomeric units for the formation of β1-3 and β1-6 glucosidic linkages.
    Tomoya Ota; Wataru Saburi; Shiro Komba; Haruhide Mori
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 2023年07月05日, [査読有り], [最終著者, 責任著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), β1-3/1-6 Glucans, known for their diverse structures, comprise a β1-3-linked main chain and β1-6-linked short branches. Laminarin, a β1-3/1-6 glucan extracted from brown seaweed, for instance, includes β1-6 linkages even in the main chain. The diverse structures provide various beneficial functions of the glucan. To investigate the relationship between structure and functionality, and to enable the characterization of β1-3/1-6 glucan-metabolizing enzymes, oligosaccharides containing exact structures of β1-3/1-6 glucans are required. We synthesized the monomeric units for the synthesis of β1-3/1-6 mixed-linked glucooligosaccharides. 2-(Trimethylsilyl)ethyl 2-O-benzoyl-4,6-O-benzylidene-β-d-glucopyranoside served as an acceptor in the formation of β1-3 linkages. Phenyl 2-O-benzoyl-4,6-O-benzylidene-3-O-(tert-butyldiphenylsilyl)-1-thio-β-d-glucopyranoside and phenyl 2,3-di-O-benzoyl-4,6-di-O-levulinyl-1-thio-β-d-glucopyranoside acted as donors, synthesizing acceptors suitable for the formation of β1-3- and β1-6-linkages, respectively. These were used to synthesize a derivative of Glcβ1-6Glcβ1-3Glcβ1-3Glc, demonstrating that the proposed route can be applied to synthesize the main chain of β-glucan, with the inclusion of both β1-3 and β1-6 linkages.
  • Structural insights into the substrate specificity and activity of a novel mannose 2-epimerase from Runella slithyformis.
    Hang Wang; Xiaomei Sun; Wataru Saburi; Saki Hashiguchi; Jian Yu; Toyoyuki Ose; Haruhide Mori; Min Yao
    Acta crystallographica. Section D, Structural biology, 79, Pt 7, 585, 595, 2023年07月01日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Mannose 2-epimerase (ME), a member of the acylglucosamine 2-epimerase (AGE) superfamily that catalyzes epimerization of D-mannose and D-glucose, has recently been characterized to have potential for D-mannose production. However, the substrate-recognition and catalytic mechanism of ME remains unknown. In this study, structures of Runella slithyformis ME (RsME) and its D254A mutant [RsME(D254A)] were determined in their apo forms and as intermediate-analog complexes [RsME-D-glucitol and RsME(D254A)-D-glucitol]. RsME possesses the (α/α)6-barrel of the AGE superfamily members but has a unique pocket-covering long loop (loopα7-α8). The RsME-D-glucitol structure showed that loopα7-α8 moves towards D-glucitol and closes the active pocket. Trp251 and Asp254 in loopα7-α8 are only conserved in MEs and interact with D-glucitol. Kinetic analyses of the mutants confirmed the importance of these residues for RsME activity. Moreover, the structures of RsME(D254A) and RsME(D254A)-D-glucitol revealed that Asp254 is vital for binding the ligand in a correct conformation and for active-pocket closure. Docking calculations and structural comparison with other 2-epimerases show that the longer loopα7-α8 in RsME causes steric hindrance upon binding to disaccharides. A detailed substrate-recognition and catalytic mechanism for monosaccharide-specific epimerization in RsME has been proposed.
  • Identification and characterization of extracellular GH3 β-glucosidase from the pink snow mold fungus, Microdochium nivale.
    Tomoya Ota; Wataru Saburi; Linda Elizabeth Jewell; Tom Hsiang; Ryozo Imai; Haruhide Mori
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 87, 7, 707, 716, 2023年06月23日, [査読有り], [最終著者, 責任著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Glycoside hydrolase family 3 (GH3) β-glucosidase exists in many filamentous fungi. In phytopathogenic fungi, it is involved in fungal growth and pathogenicity. Microdochium nivale is a severe phytopathogenic fungus of grasses and cereals and is the causal agent of pink snow mold, but its β-glucosidase has not been identified. In this study, a GH3 β-glucosidase of M. nivale (MnBG3A) was identified and characterized. Among various p-nitrophenyl β-glycosides, MnBG3A showed activity on d-glucoside (pNP-Glc) and slight activity on d-xyloside. In the pNP-Glc hydrolysis, substrate inhibition occurred (Kis = 1.6 m m), and d-glucose caused competitive inhibition (Ki = 0.5 m m). MnBG3A acted on β-glucobioses with β1-3, -6, -4, and -2 linkages, in descending order of kcat/Km. In contrast, the regioselectivity for newly formed products was limited to β1-6 linkage. MnBG3A has similar features to those of β-glucosidases from Aspergillus spp., but higher sensitivity to inhibitory effects.
  • Alteration of Substrate Specificity and Transglucosylation Activity of GH13_31 α-Glucosidase from Bacillus sp. AHU2216 through Site-Directed Mutagenesis of Asn258 on β→α Loop 5
    Waraporn Auiewiriyanukul; Wataru Saburi; Tomoya Ota; Jian Yu; Koji Kato; Min Yao; Haruhide Mori
    Molecules, 28, 7, 3109, 3109, MDPI AG, 2023年03月30日, [査読有り], [招待有り], [最終著者, 責任著者]
    研究論文(学術雑誌), α-Glucosidase catalyzes the hydrolysis of α-d-glucosides and transglucosylation. Bacillus sp. AHU2216 α-glucosidase (BspAG13_31A), belonging to the glycoside hydrolase family 13 subfamily 31, specifically cleaves α-(1→4)-glucosidic linkages and shows high disaccharide specificity. We showed previously that the maltose moiety of maltotriose (G3) and maltotetraose (G4), covering subsites +1 and +2 of BspAG13_31A, adopts a less stable conformation than the global minimum energy conformation. This unstable d-glucosyl conformation likely arises from steric hindrance by Asn258 on β→α loop 5 of the catalytic (β/α)8-barrel. In this study, Asn258 mutants of BspAG13_31A were enzymatically and structurally analyzed. N258G/P mutations significantly enhanced trisaccharide specificity. The N258P mutation also enhanced the activity toward sucrose and produced erlose from sucrose through transglucosylation. N258G showed a higher specificity to transglucosylation with p-nitrophenyl α-d-glucopyranoside and maltose than the wild type. E256Q/N258G and E258Q/N258P structures in complex with G3 revealed that the maltose moiety of G3 bound at subsites +1 and +2 adopted a relaxed conformation, whereas a less stable conformation was taken in E256Q. This structural difference suggests that stabilizing the G3 conformation enhances trisaccharide specificity. The E256Q/N258G-G3 complex formed an additional hydrogen bond between Met229 and the d-glucose residue of G3 in subsite +2, and this interaction may enhance transglucosylation.
  • Function and structure of Lacticaseibacillus casei GH35 β-galactosidase LBCZ_0230 with high hydrolytic activity to lacto-N-biose I and galacto-N-biose
    Saburi Wataru; Tomoya Ota; Koji Kato; Takayoshi Tagami; Keitaro Yamashita; Min Yao; Haruhide Mori
    Journal of Applied Glycoscience, 70, 2, 43, 52, The Japanese Society of Applied Glycoscience, 2023年03月11日, [査読有り], [最終著者]
    研究論文(学術雑誌)
  • Substrate specificity of glycoside hydrolase family 1 β-glucosidase AtBGlu42 from Arabidopsis thaliana and its molecular mechanism.
    Shu Horikoshi; Wataru Saburi; Jian Yu; Hideyuki Matsuura; James R Ketudat Cairns; Min Yao; Haruhide Mori
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 86, 2, 231, 245, 2022年01月24日, [査読有り], [最終著者, 責任著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Plants possess many glycoside hydrolase family 1 (GH1) β-glucosidases, which physiologically function in cell wall metabolism and activation of bioactive substances, but most remain uncharacterized. One GH1 isoenzyme AtBGlu42 in Arabidopsis thaliana has been identified to hydrolyze scopolin using the gene deficient plants, but no enzymatic properties were obtained. Its sequence similarity to another functionally characterized enzyme Os1BGlu4 in rice suggests that AtBGlu42 also acts on oligosaccharides. Here, we show that the recombinant AtBGlu42 possesses high kcat/Km not only on scopolin, but also on various β-glucosides, cellooligosaccharides, and laminarioligosaccharides. Of the cellooligosaccharides, cellotriose was the most preferred. The crystal structure, determined at 1.7 Å resolution, suggests that Arg342 gives unfavorable binding to cellooligosaccharides at subsite +3. The mutants R342Y and R342A showed the highest preference on cellotetraose or cellopentaose with increased affinities at subsite +3, indicating that the residues at this position have an important role for chain length specificity.
  • A practical approach to producing isomaltomegalosaccharide using dextran dextrinase from Gluconobacter oxydans ATCC 11894.
    Weeranuch Lang; Yuya Kumagai; Juri Sadahiro; Wataru Saburi; Rakrudee Sarnthima; Takayoshi Tagami; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Nobuo Sakairi; Doman Kim; Atsuo Kimura
    Applied microbiology and biotechnology, 106, 2, 689, 698, 2022年01月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Dextran dextrinase (DDase) catalyzes formation of the polysaccharide dextran from maltodextrin. During the synthesis of dextran, DDase also generates the beneficial material isomaltomegalosaccharide (IMS). The term megalosaccharide is used for a saccharide having DP = 10-100 or 10-200 (DP, degree of polymerization). IMS is a chimeric glucosaccharide comprising α-(1 → 6)- and α-(1 → 4)-linked portions at the nonreducing and reducing ends, respectively, in which the α-(1 → 4)-glucosyl portion originates from maltodextrin of the substrate. In this study, IMS was produced by a practical approach using extracellular DDase (DDext) or cell surface DDase (DDsur) of Gluconobacter oxydans ATCC 11894. DDsur was the original form, so we prepared DDext via secretion from intact cells by incubating with 0.5% G6/G7 (maltohexaose/maltoheptaose); this was followed by generation of IMS from various concentrations of G6/G7 substrate at different temperatures for 96 h. However, IMS synthesis by DDext was limited by insufficient formation of α-(1 → 6)-glucosidic linkages, suggesting that DDase also catalyzes elongation of α-(1 → 4)-glucosyl chain. For production of IMS using DDsur, intact cells bearing DDsur were directly incubated with 20% G6/G7 at 45 °C by optimizing conditions such as cell concentration and agitation efficiency, which resulted in generation of IMS (average DP = 14.7) with 61% α-(1 → 6)-glucosyl content in 51% yield. Increases in substrate concentration and agitation efficiency were found to decrease dextran formation and increase IMS production, which improved the reaction conditions for DDext. Under modified conditions (20% G6/G7, agitation speed of 100 rpm at 45 °C), DDext produced IMS (average DP = 14.5) with 65% α-(1 → 6)-glucosyl content in a good yield of 87%. KEY POINTS: • Beneficial IMS was produced using thermostabilized DDase. • Optimum conditions for reduced dextran formation were successfully determined. • A practical approach was established to provide IMS with a great yield of 87%.
  • Discovery of solabiose phosphorylase and its application for enzymatic synthesis of solabiose from sucrose and lactose
    Wataru Saburi; Takanori Nihira; Hiroyuki Nakai; Motomitsu Kitaoka; Haruhide Mori
    Scientific Reports, 12, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2022年01月, [査読有り], [最終著者]
    研究論文(学術雑誌), AbstractGlycoside phosphorylases (GPs), which catalyze the reversible phosphorolysis of glycosides, are promising enzymes for the efficient production of glycosides. Various GPs with new catalytic activities are discovered from uncharacterized proteins phylogenetically distant from known enzymes in the past decade. In this study, we characterized Paenibacillus borealis PBOR_28850 protein, belonging to glycoside hydrolase family 94. Screening of acceptor substrates for reverse phosphorolysis, in which α-d-glucose 1-phosphate was used as the donor substrate, revealed that the recombinant PBOR_28850 produced in Escherichia coli specifically utilized d-galactose as an acceptor and produced solabiose (β-d-Glcp-(1 → 3)-d-Gal). This indicates that PBOR_28850 is a new GP, solabiose phosphorylase. PBOR_28850 catalyzed the phosphorolysis and synthesis of solabiose through a sequential bi-bi mechanism involving the formation of a ternary complex. The production of solabiose from lactose and sucrose has been established. Lactose was hydrolyzed to d-galactose and d-glucose by β-galactosidase. Phosphorolysis of sucrose and synthesis of solabiose were then coupled by adding sucrose, sucrose phosphorylase, and PBOR_28850 to the reaction mixture. Using 210 mmol lactose and 280 mmol sucrose, 207 mmol of solabiose was produced. Yeast treatment degraded the remaining monosaccharides and sucrose without reducing solabiose. Solabiose with a purity of 93.7% was obtained without any chromatographic procedures.
  • A Ubiquitously Expressed UDP-Glucosyltransferase, UGT74J1, Controls Basal Salicylic Acid Levels in Rice
    Daisuke Tezuka; Hideyuki Matsuura; Wataru Saburi; Haruhide Mori; Ryozo Imai
    Plants, 10, 9, 1875, 1875, MDPI AG, 2021年09月10日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Salicylic acid (SA) is a phytohormone that regulates a variety of physiological and developmental processes, including disease resistance. SA is a key signaling component in the immune response of many plant species. However, the mechanism underlying SA-mediated immunity is obscure in rice (Oryza sativa). Prior analysis revealed a correlation between basal SA level and blast resistance in a range of rice varieties. This suggested that resistance might be improved by increasing basal SA level. Here, we identified a novel UDP-glucosyltransferase gene, UGT74J1, which is expressed ubiquitously throughout plant development. Mutants of UGT74J1 generated by genome editing accumulated high levels of SA under non-stressed conditions, indicating that UGT74J1 is a key enzyme for SA homeostasis in rice. Microarray analysis revealed that the ugt74j1 mutants constitutively overexpressed a set of pathogenesis-related (PR) genes. An inoculation assay demonstrated that these mutants had increased resistance against rice blast, but they also exhibited stunted growth phenotypes. To our knowledge, this is the first report of a rice mutant displaying SA overaccumulation.
  • Preliminary evaluation of colorimetric and HPLC-based methods for quantifying β-(1→4)-mannobiose in a crude material
    Kensuke Fukui; Wataru Saburi; Masahisa Ibuki; Kazunobu Tsumura; Haruhide Mori
    Food Science and Technology Research, 27, 2, 249, 257, Japanese Society for Food Science and Technology, 2021年05月22日, [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)
  • 各種糖質加水分解酵素・加リン酸分解酵素・異性化酵素の機能と応用に関する研究
    森 春英
    応用糖質科学, 10, 3, 165, 174, The Japanese Society of Applied Glycoscience, 2020年08月20日, [査読有り], [招待有り], [筆頭著者, 最終著者, 責任著者]
    日本語, 研究論文(学術雑誌)
  • Efficient one-pot enzymatic synthesis of trehalose 6-phosphate using GH65 α-glucoside phosphorylases.
    Yodai Taguchi; Wataru Saburi; Ryozo Imai; Haruhide Mori
    Carbohydrate research, 488, 107902, 107902, 2020年02月, [査読有り], [最終著者], [国際誌]
    英語, Trehalose 6-phosphate (Tre6P) is an important intermediate for trehalose biosynthesis. Recent researches have revealed that Tre6P is an endogenous signaling molecule that regulates plant development and stress responses. The necessity of Tre6P in physiological studies is expected to be increasing. To achieve the cost-effective production of Tre6P, a novel approach is required. In this study, we utilized trehalose 6-phosphate phosphorylase (TrePP) from Lactococcus lactis to produce Tre6P. In the reverse phosphorolysis by the TrePP, 91.9 mM Tre6P was produced from 100 mM β-glucose 1-phosphate (β-Glc1P) and 100 mM glucose 6-phosphate (Glc6P). The one-pot reaction of TrePP and maltose phosphorylase (MP) enabled production of 65 mM Tre6P from 100 mM maltose, 100 mM Glc6P, and 20 mM inorganic phosphate. Addition of β-phosphoglucomutase to this reaction produced Glc6P from β-Glc1P and thus reduced requirement of Glc6P as a starting material. Within the range of 20-469 mM inorganic phosphate tested, the 54 mM concentration yielded the highest amount of Tre6P (33 mM). Addition of yeast increased the yield because of its glucose consumption. Finally, from 100 mmol maltose and 60 mmol inorganic phosphate, we successfully achieved production of 37.5 mmol Tre6P in a one-pot reaction (100 mL), and 9.4 g Tre6P dipotassium salt was obtained.
  • Biochemical characteristics of maltose phosphorylase MalE from Bacillus sp. AHU2001 and chemoenzymatic synthesis of oligosaccharides by the enzyme.
    Gao Y; Saburi W; Taguchi Y; Mori H
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 1, 13, 2019年07月, [査読有り]
  • Enzymatic characteristics of D-mannose 2-epimerase, a new member of the acylglucosamine 2-epimerase superfamily.
    Saburi W; Sato S; Hashiguchi S; Muto H; Iizuka T; Mori H
    Applied microbiology and biotechnology, 2019年06月, [査読有り]
  • The rice ethylene response factor OsERF83 positively regulates disease resistance to Magnaporthe oryzae.
    Tezuka D; Kawamata A; Kato H; Saburi W; Mori H; Imai R
    Plant Physiol Biochem, 135, 263, 271, Elsevier BV, 2019年02月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • A Transposon Mutagenesis System for Bifidobacterium longum subsp. longum Based on an IS3 Family Insertion Sequence, ISBlo11.
    Mikiyasu Sakanaka; Shingo Nakakawaji; Shin Nakajima; Satoru Fukiya; Arisa Abe; Wataru Saburi; Haruhide Mori; Atsushi Yokota
    Applied and environmental microbiology, 84, 17, e00824-18, 2018年09月01日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Bifidobacteria are a major component of the intestinal microbiota in humans, particularly breast-fed infants. Therefore, elucidation of the mechanisms by which these bacteria colonize the intestine is desired. One approach is transposon mutagenesis, a technique currently attracting much attention because, in combination with next-generation sequencing, it enables exhaustive identification of genes that contribute to microbial fitness. We now describe a transposon mutagenesis system for Bifidobacterium longum subsp. longum 105-A (JCM 31944) based on ISBlo11, a native IS3 family insertion sequence. To build this system, xylose-inducible or constitutive bifidobacterial promoters were tested to drive the expression of full-length or a truncated form at the N terminus of the ISBlo11 transposase. An artificial transposon plasmid, pBFS12, in which ISBlo11 terminal inverted repeats are separated by a 3-bp spacer, was also constructed to mimic the transposition intermediate of IS3 elements. The introduction of this plasmid into a strain expressing transposase resulted in the insertion of the plasmid with an efficiency of >103 CFU/μg DNA. The plasmid targets random 3- to 4-bp sequences, but with a preference for noncoding regions. This mutagenesis system also worked at least in B. longum NCC2705. Characterization of a transposon insertion mutant revealed that a putative α-glucosidase mediates palatinose and trehalose assimilation, demonstrating the suitability of transposon mutagenesis for loss-of-function analysis. We anticipate that this approach will accelerate functional genomic studies of B. longum subsp. longumIMPORTANCE Several hundred species of bacteria colonize the mammalian intestine. However, the genes that enable such bacteria to colonize and thrive in the intestine remain largely unexplored. Transposon mutagenesis, combined with next-generation sequencing, is a promising tool to comprehensively identify these genes but has so far been applied only to a small number of intestinal bacterial species. In this study, a transposon mutagenesis system was established for Bifidobacterium longum subsp. longum, a representative health-promoting Bifidobacterium species. The system enables the identification of genes that promote colonization and survival in the intestine and should help illuminate the physiology of this species.
  • Function and structure of GH13_31 α-glucosidase with high α-(1→4)-glucosidic linkage specificity and transglucosylation activity.
    Auiewiriyanukul W; Saburi W; Kato K; Yao M; Mori H
    FEBS Lett, 592, 13, 2268, 2281, 2018年07月, [査読有り]
  • Biochemical and structural characterization of Marinomonas mediterranea D-mannose isomerase Marme_2490 phylogenetically distant from known enzymes
    Wataru Saburi; Nongluck Jaito; Koji Kato; Yuka Tanaka; Min Yao; Haruhide Mori
    Biochimie, 144, 63, 73, Elsevier B.V., 2018年01月01日, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Effects of mutation of Asn694 in Aspergillus niger α-glucosidase on hydrolysis and transglucosylation.
    Min Ma; Masayuki Okuyama; Megumi Sato; Takayoshi Tagami; Patcharapa Klahan; Yuya Kumagai; Haruhide Mori; Atsuo Kimura
    APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY, 101, 16, 6399, 6408, 2017年08月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Elucidation of the biosynthetic pathway of cis-jasmone in Lasiodiplodia theobromae
    Ryo Matsui; Naruki Amano; Kosaku Takahashi; Yodai Taguchi; Wataru Saburi; Hideharu Mori; Norio Kondo; Kazuhiko Matsuda; Hideyuki Matsuura
    SCIENTIFIC REPORTS, 7, 1, 6688, 2017年07月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • β-マンナン分解に寄与するセロビオース2-エピメラーゼとβ-マンノシドホスホリラーゼの構造と機能
    佐分利 亘; 加藤 公児; 姚 閔; 松井 博和; 森 春英
    応用糖質科学, 7, 2, 69, 75, 2017年05月, [査読有り], [招待有り]
    日本語, 研究論文(学術雑誌)
  • Efficient synthesis of α-galactosyl oligosaccharides using a mutant Bacteroides thetaiotaomicron retaining α-galactosidase (BtGH97b).
    Masayuki Okuyama; Kana Matsunaga; Ken-ichi Watanabe; Keitaro Yamashita; Takayoshi Tagami; Asako Kikuchi; Min Ma; Patcharapa Klahan; Haruhide Mori; Min Yao; Atsuo Kimura
    FEBS J, 284, 5, 766, 783, 2017年03月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Evaluation of acceptor selectivity of Lactococcus lactis ssp lactis trehalose 6-phosphate phosphorylase in the reverse phosphorolysis and synthesis of a new sugar phosphate
    Yodai Taguchi; Wataru Saburi; Ryozo Imai; Haruhide Mori
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 81, 8, 1512, 1519, 2017年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Kinetic properties and substrate inhibition of α-galactosidase from Aspergillus niger.
    Julan Liao; Masayuki Okuyama; Keigo Ishihara; Yoshinori Yamori; Shigeo Iki; Takayoshi Tagami; Haruhide Mori; Seiya Chiba; Atsuo Kimura
    Biosci Biotechnol Biochem, 80, 9, 1747, 1752, 2016年09月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • α-Glucosidases and α-1,4-glucan lyases: structures, functions, and physiological actions.
    Okuyama M; Saburi W; Mori H; Kimura A
    Cell Mol Life Sci, 73, 14, 2727, 2751, 2016年07月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Structural insights into the difference in substrate recognition of two mannoside phosphorylases from two GH130 subfamilies
    Yuxin Ye; Wataru Saburi; Rei Odaka; Koji Kato; Naofumi Sakurai; Keisuke Komoda; Mamoru Nishimoto; Motomitsu Kitaoka; Haruhide Mori; Min Yao
    FEBS LETTERS, 590, 6, 828, 837, 2016年03月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Purification and characterization of a chloride ion-dependent α-glucosidase from the midgut gland of Japanese scallop (Patinopecten yessoensis).
    Masuda Y; Okuyama M; Iizuka T; Nakai H; Saburi W; Fukukawa T; Maneesan J; Tagami T; Naraoka T; Mori H; Kimura A
    Biosci Biotechnol Biochem, 80, 3, 479, 485, 2016年03月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Structural and biochemical studies of plant α-glucosidases with a series of long-chain inhibitors.
    Tagami T; Yamashita K; Okuyama M; Mori H; Yao M; Kimura A
    Bull Appl Glycosci, 6, 2, 103, 108, 2016年, [査読有り]
    日本語, 研究論文(学術雑誌)
  • Supplemental epilactose prevents metabolic disorders through uncoupling protein-1 induction in the skeletal muscle of mice fed high-fat diets
    Yuki Murakami; Teruyo Ojima-Kato; Wataru Saburi; Haruhide Mori; Hirokazu Matsui; Soichi Tanabe; Takuya Suzuki
    BRITISH JOURNAL OF NUTRITION, 114, 11, 1774, 1783, 2015年12月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Identification of rice Os4BGlu13 as a β-glucosidase which hydrolyzes gibberellin A4 1-O-β-d-glucosyl ester, in addition to tuberonic acid glucoside and salicylic acid derivative glucosides.
    Hua Y; Ekkhara W; Sansenya S; Srisomsap C; Roytrakul S; Saburi W; Takeda R; Matsuura H; Mori H; Ketudat Cairns JR
    Arch Biochem Biophys, 583, 36, 46, 2015年10月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • A Single-Nucleotide Polymorphism in an Endo-1,4-β-Glucanase Gene Controls Seed Coat Permeability in Soybean.
    Jang SJ; Sato M; Sato K; Jitsuyama Y; Fujino K; Mori H; Takahashi R; Benitez ER; Liu B; Yamada T; Abe J
    PLoS One, 10, 6, e0128527, 2015年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Functional reassignment of Cellvibrio vulgaris EpiA to cellobiose 2-epimerase and an evaluation of the biochemical functions of the 4-O-β-D-mannosyl-D-glucose phosphorylase-like protein, UnkA.
    Saburi W; Tanaka Y; Muto H; Inoue S; Odaka R; Nishimoto M; Kitaoka M; Mori H
    Biosci Biotechnol Biochem, 79, 6, 969, 977, 2015年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Structural analysis of the α-glucosidase HaG provides new insights into substrate specificity and catalytic mechanism.
    Xing Shen; Wataru Saburi; Zuoqi Gai; Koji Kato; Teruyo Ojima-Kato; Jian Yu; Keisuke Komoda; Yusuke Kido; Hirokazu Matsui; Haruhide Mori; Min Yao
    Acta Crystallogr D Biol Crystallogr, 71, Pt 6, 1382, 1391, 2015年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Structural elements responsible for the glucosidic linkage-selectivity of a glycoside hydrolase family 13 exo-glucosidase
    Wataru Saburi; Hiroaki Rachi-Otsuka; Hironori Hondoh; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Atsuo Kimura
    FEBS LETTERS, 589, 7, 865, 869, 2015年03月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Structural insights into the catalytic reaction that is involved in the reorientation of Trp238 at the substrate-binding site in GH13 dextran glucosidase
    Momoko Kobayashi; Wataru Saburi; Daichi Nakatsuka; Hironori Hondoh; Koji Kato; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Atsuo Kimura; Min Yao
    FEBS LETTERS, 589, 4, 484, 489, 2015年02月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • UDP-Glc非依存性配糖体化酵素による新規なジャスモン酸の配糖体化と その生理的意義
    竹松 知紀; 瀬戸 義哉; 宮澤 吉郎; 和久田 真司; 荻原 毅; 佐分利 亘; 森 春英; 高橋 公咲; 松浦 英幸
    天然有機化合物討論会講演要旨集, 57, Oral14, 天然有機化合物討論会実行委員会, 2015年
    日本語,

    【目 的】

    植物は大地に根を張り移動が困難である事から、自己の被る様々な環境要因,ストレスに適応して生活環を終結させなくてはならない。よって、植物は独自の環境応答機構を有している。この応答機構を司る生理活性物質として植物ホルモンと呼称される一群の化合物が知られ、多くの研究がなされてきた。我々の研究室では長年、植物ホルモンの一種であるジャスモン酸(JA)について、鋭意研究を行っている。JA類は植物の傷害応答シグナル物質として必須であり、他の興味ある生理活性としてバレイショ塊茎の誘導活性、植物の就眠運動における就眠誘導、花粉管伸長促進などが知られている。近年、JA類の生理活性の制御の観点から、配糖化、チトクロームP450による酸化などに注目した報告がある。

    我々はJA類の配糖体化に関して研究を進め、イネに含まれるOsSGTを12-hydroxyJA(12-OHJA)配糖化酵素として報告した[1]。OsSGT は糖供与体としてUDP-Glcを用いるが、12-OHJAよりサリチル酸(SA)に対してより高い糖転位活性を示した。しかしながら、本酵素の探索過程において、SAに対してほとんど配糖化活性を示さず、12-OHJAに特異性の高いUDP-Glc非依存性の配糖化酵素の存在も明らかとした。現在のところ、UDP-Glc非依存性の植物2次代謝産物を標的とした配糖化酵素に関しては松葉らの報告[2]があるのみであり、植物ホルモンの配糖体化に関してUDP-Glc非依存性の糖転位酵素が関与しているとの報告は一切無い。

    上記の興味ある発見の詳細を明らかとすべく我々は、1)イネカルスに含まれるUDP-Glc非依存性の配糖化酵素の精製、2)イネカルスに含まれる本配糖化酵素の糖供与体の単離精製、構造決定,3)本配糖化酵素の諸性質の究明を進めたところ、本配糖化酵素はb−glucosydase, OsBGlu1 (accession number: AK100165)であると突き止め、イネにおいてサリチル酸グルコシド(SAG)が糖供与体として働くことを明らかとした(図1)。本酵素の生理学的意義は水酸化JA類を配糖化しJAの活性調節に寄与していると示唆できた事から、本成果について報告する。

    【研究方法および結果】

    1. UDP-Glc非依存性配糖化酵素の発見

    イネカルス粗酵素溶液にUDP-Glcを糖供与体としない12-OHJA 選択的な配糖化酵素が存在する事を、市販の糖供与体を用い、以下の実験より発見した。糖転位反応液としてイネカルスより抽出した粗酵素溶液、糖受容体としてJA水酸化体の一種である12-OHJA、糖供与体として市販のGlc 1-phosphate, TDP-Glc, octyl-Glc, UDP-Glcを用いて実験を行った。その結果、octyl-Glc はUDP-Glcよりも12-OHJAにより選択的に糖を供与し、SAはほとんど配糖化されなかった。

    2. イネ由来のUDP-Glc非依存性配糖化酵素の同定

    12-OHJA選択的糖転位活性を指標に、イネカルス粗酵素溶液に含まれる糖転位酵素の同定を試みた。糖供与体としてoctyl-Glc、糖受容体として12-OHJAを用い、種々の精製操作の後、得られた精製タンパク質はペプチドマスフィンガープ

    (View PDFfor the rest of the abstract.)

  • Identity of the two dextran dextrinases produced by Gluconobacter oxydans ATCC 11894 and its localization change depending on the cell growth.
    Sadahiro J; Mori H; Saburi W; Okuyama M; Kimura A
    Biochem Biophys Res Commun, 456, 1, 500, 505, 2015年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Biochemical properties and substrate recognition mechanism of GH31 alpha-glucosidase from Bacillus sp AHU 2001 with broad substrate specificity
    Wataru Saburi; Masayuki Okuyama; Yuya Kumagai; Atsuo Kimura; Haruhide Mori
    BIOCHIMIE, 108, 140, 148, 2015年01月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Structural advantage of sugar beet α-glucosidase to stabilize the Michaelis complex with long-chain substrate.
    Tagami T; Yamashita K; Okuyama M; Mori H; Yao M; Kimura A
    J Biol Chem, 290, 3, 1796, 1803, 2015年01月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Different molecular complexity of linear-isomaltomegalosaccharides and beta-cyclodextrin on enhancing solubility of azo dye ethyl red: Towards dye biodegradation
    Weeranuch Lang; Yuya Kumagai; Juri Sadahiro; Janjira Maneesan; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Nobuo Sakairi; Atsuo Kimura
    BIORESOURCE TECHNOLOGY, 169, 518, 524, 2014年10月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Catalytic role of the calcium ion in GH97 inverting glycoside hydrolase
    Masayuki Okuyama; Takuya Yoshida; Hironori Hondoh; Haruhide Mori; Min Yao; Atsuo Kimura
    FEBS LETTERS, 588, 17, 3213, 3217, 2014年08月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Enhancement of hydrolytic activity of thermophilic alkalophilic alpha-amylase from Bacillus sp AAH-31 through optimization of amino acid residues surrounding the substrate binding site
    Naoya Tamamura; Wataru Saburi; Atsushi Mukai; Naoki Morimoto; Toshihiko Takehana; Seiji Koike; Hirokazu Matsui; Haruhide Mori
    BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, 86, 8, 15, 2014年05月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of α-glucosidase HaG from Halomonas sp. strain H11.
    Shen X; Saburi W; Gai ZQ; Komoda K; Yu J; Ojima-Kato T; Kido Y; Matsui H; Mori H; Yao M
    Acta crystallographica. Section F, Structural biology communications, 70, Pt 4, 464, 466, 2014年04月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), The α-glucosidase HaG from the halophilic bacterium Halomonas sp. strain H11 catalyzes the hydrolysis of the glucosidic linkage at the nonreducing end of α-glucosides, such as maltose and sucrose, to release α-glucose. Based on its amino-acid sequence, this enzyme is classified as a member of glycoside hydrolase family 13. HaG has three unique characteristics: (i) a very narrow substrate specificity, almost exclusively hydrolyzing disaccharides; (ii) activation by monovalent cations, such as K(+), Rb(+), Cs(+) and NH4(+); and (iii) high transfer activity of the glucose moiety to the OH group of low-molecular-weight compounds, including glycerol and 6-gingerol. Crystallographic studies have been performed in order to understand these special features. An expression vector was constructed and recombinant HaG protein was overexpressed, purified and crystallized. A data set to 2.15 Å resolution was collected and processed. The crystal belonged to space group P212121, with unit-cell parameters a = 60.2, b = 119.2, c = 177.2 Å. The structure has been determined by molecular replacement using the isomaltulose synthase PalI as the search model (PDB entry 1m53).
  • Structural insights into the epimerization of β-1,4-linked oligosaccharides catalyzed by cellobiose 2-epimerase, the sole enzyme epimerizing non-anomeric hydroxyl groups of unmodified sugars.
    Fujiwara T; Saburi W; Matsui H; Mori H; Yao M
    The Journal of biological chemistry, 289, 6, 3405, 3415, American Society for Biochemistry and Molecular Biology (ASBMB), 2014年02月, [査読有り]
    英語, Cellobiose 2-epimerase (CE) reversibly converts d-glucose residues into d-mannose residues at the reducing end of unmodified β1,4-linked oligosaccharides, including β-1,4-mannobiose, cellobiose, and lactose. CE is responsible for conversion of β1,4-mannobiose to 4-O-β-d-mannosyl-d-glucose in mannan metabolism. However, the detailed catalytic mechanism of CE is unclear due to the lack of structural data in complex with ligands. We determined the crystal structures of halothermophile Rhodothermus marinus CE (RmCE) in complex with substrates/products or intermediate analogs, and its apo form. The structures in complex with the substrates/products indicated that the residues in the β5-β6 loop as well as those in the inner six helices form the catalytic site. Trp-322 and Trp-385 interact with reducing and non-reducing end parts of these ligands, respectively, by stacking interactions. The architecture of the catalytic site also provided insights into the mechanism of reversible epimerization. His-259 abstracts the H2 proton of the d-mannose residue at the reducing end, and consistently forms the cis-enediol intermediate by facilitated depolarization of the 2-OH group mediated by hydrogen bonding interaction with His-200. His-390 subsequently donates the proton to the C2 atom of the intermediate to form a d-glucose residue. The reverse reaction is mediated by these three histidines with the inverse roles of acid/base catalysts. The conformation of cellobiitol demonstrated that the deprotonation/reprotonation step is coupled with rotation of the C2-C3 bond of the open form of the ligand. Moreover, it is postulated that His-390 is closely related to ring opening/closure by transferring a proton between the O5 and O1 atoms of the ligand.
  • Production of 1,5-anhydro-D-fructose by an α-glucosidase belonging to glycoside hydrolase family 31.
    Maneesan J; Matsuura H; Tagami T; Mori H; Kimura A
    Biosci Biotechnol Biochem, 78, 12, 2064, 2068, 2014年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Characterization of a thermophilic 4-O-β-D-mannosyl-D-glucose phosphorylase from Rhodothermus marinus
    Nongluck Jaito; Wataru Saburi; Rei Odaka; Yusuke Kido; Ken Hamura; Mamoru Nishimoto; Motomitsu Kitaoka; Hirokazu Matsui; Haruhide Mori
    Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 78, 2, 263, 270, Taylor & Francis, 2014年01月01日
    英語
  • Biodecolorization of a food azo dye by the deep sea Dermacoccus abyssi MT1.1(T) strain from the Mariana Trench
    Weeranuch Lang; Sarote Sirisansaneeyakul; Ligia O. Martins; Lukana Ngiwsara; Nobuo Sakairi; Wasu Pathom-aree; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Atsuo Kimura
    JOURNAL OF ENVIRONMENTAL MANAGEMENT, 132, 155, 164, 2014年01月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Replacement of the Catalytic Nucleophile Aspartyl Residue of Dextran Glucosidase by Cysteine Sulfinate Enhances Transglycosylation Activity
    Wataru Saburi; Momoko Kobayashi; Haruhide Mori; Masayuki Okuyama; Atsuo Kimura
    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, 288, 44, 31670, 31677, 2013年11月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Characterization of Ruminococcus albus cellodextrin phosphorylase and identification of a key phenylalanine residue for acceptor specificity and affinity to the phosphate group.
    Sawano T; Saburi W; Hamura K; Matsui H; Mori H
    The FEBS journal, 280, 18, 4463, 4473, Wiley-Blackwell, 2013年09月, [査読有り]
    英語, Ruminococcus albus has the ability to intracellularly degrade cello-oligosaccharides primarily via phosphorolysis. In this study, the enzymatic characteristics of R. albus cellodextrin phosphorylase (RaCDP), which is a member of glycoside hydrolase family 94, was investigated. RaCDP catalyzes the phosphorolysis of cellotriose through an ordered 'bi bi' mechanism in which cellotriose binds to RaCDP before inorganic phosphate, and then cellobiose and glucose 1-phosphate (Glc1P) are released in that order. Among the cello-oligosaccharides tested, RaCDP had the highest phosphorolytic and synthetic activities towards cellohexaose and cellopentaose, respectively. RaCDP successively transferred glucosyl residues from Glc1P to the growing cello-oligosaccharide chain, and insoluble cello-oligosaccharides comprising a mean of eight residues were produced. Sophorose, laminaribiose, β-1,4-xylobiose, β-1,4-mannobiose and cellobiitol served as acceptors for RaCDP. RaCDP had very low affinity for phosphate groups in both the phosphorolysis and synthesis directions. A sequence comparison revealed that RaCDP has Gln at position 646 where His is normally conserved in the phosphate binding sites of related enzymes. A Q646H mutant showed approximately twofold lower apparent Km values for inorganic phosphate and Glc1P than the wild-type. RaCDP has Phe at position 633 corresponding to Tyr and Val in the +1 subsites of cellobiose phosphorylase and N,N′-diacetylchitobiose phosphorylase, respectively. A F633Y mutant showed higher preference for cellobiose over β-1,4-mannobiose as an acceptor substrate in the synthetic reaction than the wild-type. Furthermore, the F633Y mutant showed 75- and 1100-fold lower apparent Km values for inorganic phosphate and Glc1P, respectively, in phosphorolysis and synthesis of cellotriose.
  • Modulation of acceptor specificity of Ruminococcus albus cellobiose phosphorylase through site-directed mutagenesis.
    Hamura K; Saburi W; Matsui H; Mori H
    Carbohydrate research, 379, 21, 25, Elsevier sci ltd, 2013年09月, [査読有り]
    英語, Cellobiose phosphorylase (EC 2.4.1.20, CBP) catalyzes the reversible phosphorolysis of cellobiose to alpha-D-glucose 1-phosphate (Glc1P) and D-glucose. Cys485, Tyr648, and Glu653 of CBP from Ruminococcus albus, situated at the +1 subsite, were mutated to modulate acceptor specificity. C485A, Y648F, and Y648V were active enough for analysis. Their acceptor specificities were compared with the wild type based on the apparent kinetic parameters determined in the presence of 10 mM Glc1P. C485A showed higher preference for D-glucosamine than the wild type. Apparent k(cat)/K-m values of Y648F for D-mannose and 2-deoxy-D-glucose were 8.2- and 4.0-fold higher than those of the wild type, respectively. Y648V had synthetic activity toward N-acetyl-D-glucosamine, while the other variants did not. The oligosaccharide production in the presence of the same concentrations of wild type and each mutant was compared. C485A produced 4-O-beta-D-glucopyranosyl-D-glucosamine from 10 mM Glc1P and D-glucosamine at a rate similar to the wild type. Y648F and Y648V produced 4-O-beta-D-glucopyranosyl-D-mannose and 4-O-beta-D-glucopyranosyl-N-acetyl-D-glucosamine much more rapidly than the wild type when D-mannose and N-acetyl-D-glucosamine were used as acceptors, respectively. After a 4 h reaction, the amounts of 4-O-beta-D-glucopyranosyl-D-mannose and 4-O-beta-D-glucopyranosyl-N-acetyl-D-glucosamine produced by Y648F and Y648V were 5.9- and 12-fold higher than the wild type, respectively. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Structure of a bacterial glycoside hydrolase family 63 enzyme in complex with its glycosynthase product, and insights into the substrate specificity
    Takatsugu Miyazaki; Megumi Ichikawa; Gaku Yokoi; Motomitsu Kitaoka; Haruhide Mori; Yoshikazu Kitano; Atsushi Nishikawa; Takashi Tonozuka
    FEBS Journal, 280, 4560, 4571, 2013年09月01日
  • Aromatic Residue on beta ->alpha Loop 1 in the Catalytic Domain Is Important to the Transglycosylation Specificity of Glycoside Hydrolase Family 31 alpha-Glucosidase
    Kyung-Mo Song; Masayuki Okuyama; Mariko Nishimura; Takayoshi Tagami; Haruhide Mori; Atsuo Kimura
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 77, 8, 1759, 1765, 2013年08月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Identification of rice β-glucosidase with high hydrolytic activity towards salicylic acid β-d-glucoside
    Nami Himeno; Wataru Saburi; Shinji Wakuta; Ryosuke Takeda; Hideyuki Matsuura; Kensuke Nabeta; Sompong Sansenya; James R; Ketudat Cairns; Haruhide Mori; Ryozo Imai; Hirokazu Matsui
    Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 77, 5, 934, 939, 2013年06月12日, [査読有り]
    英語
  • Molecular Basis for the Recognition of Long-chain Substrates by Plant alpha-Glucosidases
    Takayoshi Tagami; Keitaro Yamashita; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Min Yao; Atsuo Kimura
    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, 288, 26, 19296, 19303, 2013年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Crystal structure of Ruminococcus albus cellobiose 2-epimerase: structural insights into epimerization of unmodified sugar.
    Fujiwara T; Saburi W; Inoue S; Mori H; Matsui H; Tanaka I; Yao M
    FEBS letters, 587, 7, 840, 846, 2013年04月, [査読有り]
  • Enzymatic Synthesis of Acarviosyl-maltooligosaccharides Using Disproportionating Enzyme 1
    Takayoshi Tagami; Yoshiyuki Tanaka; Haruhide Mori; Masayuki Okuyama; Atsuo Kimura
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 77, 2, 312, 319, 2013年02月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Identification and characterization of cellobiose 2-epimerases from various aerobes.
    Ojima T; Saburi W; Yamamoto T; Mori H; Matsui H
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 77, 1, 189, 193, Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry, 2013年, [査読有り]
    英語, Cellobiose 2-epimerase (CE), found mainly in anaerobes, reversibly converts D-glucose residues at the reducing end of β-1,4-linked oligosaccharides to D-mannose residues. In this study, we characterized CE-like proteins from various aerobes (Flavobacterium johnsoniae NBRC 14942, Pedobacter heparinus NBRC 12017, Dyadobacter fermentans ATCC 700827, Herpetosiphon aurantiacus ATCC 23779, Saccharophagus degradans ATCC 43961, Spirosoma linguale ATCC 33905, and Teredinibacter turnerae ATCC 39867), because aerobes, more easily cultured on a large scale than anaerobes, are applicable in industrial processes. The recombinant CE-like proteins produced in Escherichia coli catalyzed epimerization at the C2 position of cellobiose, lactose, epilactose, and β-1,4-mannobiose, whereas N-acetyl-D-glucosamine, N-acetyl-D-mannosamine, D-glucose, and D-mannose were inert as substrates. All the CEs, except for P. heparinus CE, the optimum pH of which was 6.3, showed highest activity at weakly alkaline pH. CEs from D. fermentans, H. aurantiacus, and S. linguale showed higher optimum temperatures and thermostability than the other enzymes analyzed. The enzymes from D. fermentans, S. linguale, and T. turnerae showed significantly high k cat and K m values towards cellobiose and lactose. Especially, T. turnerae CE showed a very high k cat value towards lactose, an attractive property for the industrial production of epilactose, which is carried out at high substrate concentrations.
  • A thermophilic alkalophilic α-amylase from Bacillus sp. AAH-31 shows a novel domain organization among glycoside hydrolase family 13 enzymes.
    Saburi W; Morimoto N; Mukai A; Kim DH; Takehana T; Koike S; Matsui H; Mori H
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 77, 9, 1867, 1873, Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry, 2013年, [査読有り]
    英語, α-Amylases (EC 3.2.1.1) hydrolyze internal α-1,4-glucosidic linkages of starch and related glucans. Bacillus sp. AAH-31 produces an alkalophilic thermophilic α-amylase (AmyL) of higher molecular mass, 91 kDa, than typical bacterial α-amylases. In this study, the AmyL gene was cloned to determine its primary structure, and the recombinant enzyme, produced in Escherichia coli, was characterized. AmyL shows no hydrolytic activity towards pullulan, but the central region of AmyL (Gly395-Asp684) was similar to neopullulanase-like α-amylases. In contrast to known neopullulanase-like α-amylases, the N-terminal region (Gln29-Phe102) of AmyL was similar to carbohydrate-binding module family 20 (CBM20), which is involved in the binding of enzymes to starch granules. Recombinant AmyL showed more than 95% of its maximum activity in a pH range of 8.2-10.5, and was stable below 65 °C and from pH 6.4 to 11.9. The kcat values for soluble starch, γ-cyclodextrin, and maltotriose were 103 s(-1), 67.6 s(-1), and 5.33 s(-1), respectively, and the Km values were 0.100 mg/mL, 0.348 mM, and 2.06 mM, respectively. Recombinant AmyL did not bind to starch granules. But the substitution of Trp45 and Trp84, conserved in site 1 of CBM20, with Ala reduced affinity to soluble starch, while the mutations did not affect affinity for oligosaccharides. Substitution of Trp61, conserved in site 2 of CBM20, with Ala enhanced hydrolytic activity towards soluble starch, indicating that site 2 of AmyL does not contribute to binding to soluble long-chain substrates.
  • A novel mechanism for the promotion of quercetin glycoside absorption by megalo alpha-1,6-glucosaccharide in the rat small intestine
    Aki Shinoki; Weeranuch Lang; Charin Thawornkuno; Hee-Kwon Kang; Yuya Kumagai; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Atsuo Kimura; Satoshi Ishizuka; Hiroshi Hara
    FOOD CHEMISTRY, 136, 2, 293, 296, 2013年01月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Key aromatic residues at subsites +2 and +3 of glycoside hydrolase family 31 .ALPHA.-glucosidase contribute to recognition of long-chain substrates
    TAGAMI Takayoshi; OKUYAMA Masayuki; NAKAI Hiroyuki; KIM Young-min; MORI Haruhide; TAGUCHI Kazunori; SVENSSON Birte; KIMURA Atsuo
    Biochimica et Biophysica Acta, 1834, 1, 329, 335, 2013年01月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Characterization of a glycoside hydrolase family 31 α-glucosidase involved in starch utilization in podospora anserina
    Kyung-Mo Song; Masayuki Okuyama; Kazuyuki Kobayashi; Haruhide Mori; Atsuo Kimura
    Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 77, 10, 2117, 2124, 2013年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Metabolic Mechanism of Mannan in a Ruminal Bacterium, Ruminococcus albus, Involving Two Mannoside Phosphorylases and Cellobiose 2-Epimerase: DISCOVERY OF A NEW CARBOHYDRATE PHOSPHORYLASE, β-1,4-MANNOOLIGOSACCHARIDE PHOSPHORYLASE.
    Kawahara R; Saburi W; Odaka R; Taguchi H; Ito S; Mori H; Matsui H
    The Journal of biological chemistry, 287, 50, 42389, 42399, 50, 2012年12月, [査読有り]
    英語, Ruminococcus albus is a typical ruminal bacterium digesting cellulose and hemicellulose. Cellobiose 2-epimerase (EC 5.1.3.11, CE), which converts cellobiose to 4-O-β-D-glucosyl-D-mannose, is a particularly unique enzyme in R. albus, but its physiological function is unclear. Recently, a new metabolic pathway of mannan involving CE was postulated for another CE producing bacterium, Bacteroides fragilis. In this pathway, β-1,4-mannobiose is epimerized to 4-O-β-D-mannosyl-D-glucose (Man-Glc) by CE, and Man-Glc is phosphorolyzed to α-D-mannosyl 1-phosphate (Man1P) and D-glucose by Man-Glc phosphorylase (EC 2.4.1.281, MP). Ruminococcus albus NE1 showed intracellular MP activity, and two MP isozymes, RaMP1 and RaMP2, were obtained from the cell-free extract. These enzymes were highly specific for the mannosyl residue at the non-reducing end of the substrate and catalyzed the phosphorolysis and synthesis of Man-Glc through a sequential bi bi mechanism. In a synthetic reaction, RaMP1 showed high activity only towards D-glucose and 6-deoxy-D-glucose in the presence of Man1P, while RaMP2 showed acceptor specificity significantly different from RaMP1. RaMP2 acted on D-glucose derivatives at the C2- and C3-positions including deoxy- and deoxyfluoro-analogues and epimers, but not on those substituted at the C6-position. Furthermore, RaMP2 had high synthetic activity toward the following oligosaccharides: β-linked glucobioses, maltose, N, N'-diacetylchitobiose, and β-1,4-mannooligosaccharides. Particularly, β-1,4-mannooligosaccharides served as significantly better acceptor substrates for RaMP2 than D-glucose. In the phosphorolytic reactions, RaMP2 had weak activity towards β-1,4-mannobiose but efficiently degraded β-1,4-mannooligosaccharides longer than β-1,4-mannobiose. Consequently, RaMP2 is thought to catalyze the phosphorolysis of β-1,4-mannooligosaccharides longer than β-1,4-mannobiose to produce Man1P and β-1,4-mannobiose.
  • The Delay in the Development of Experimental Colitis from Isomaltosyloligosaccharides in Rats Is Dependent on the Degree of Polymerization
    Hitoshi Iwaya; Jae-Sung Lee; Shinya Yamagishi; Aki Shinoki; Weeranuch Lang; Charin Thawornkuno; Hee-Kwon Kang; Yuya Kumagai; Shiho Suzuki; Shinichi Kitamura; Hiroshi Hara; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Atsuo Kimura; Satoshi Ishizuka
    PLOS ONE, 7, 11, 11, e50658, 2012年11月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Amino Acids in Conserved Region II Are Crucial to Substrate Specificity, Reaction Velocity, and Regioselectivity in the Transglucosylation of Honeybee GH-13 alpha-Glucosidases
    Lukana Ngiwsara; Gaku Iwai; Takayoshi Tagami; Natsuko Sato; Hiroyuki Nakai; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Atsuo Kimura
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 76, 10, 1967, 1974, 2012年10月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Bacteroides thetaiotaomicron VPI-5482 glycoside hydrolase family 66 homolog catalyzes dextranolytic and cyclization reactions
    Young-Min Kim; Eiji Yamamoto; Min-Sun Kang; Hiroyuki Nakai; Wataru Saburi; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Kazumi Funane; Mitsuru Momma; Zui Fujimoto; Mikihiko Kobayashi; Doman Kim; Atsuo Kimura
    FEBS JOURNAL, 279, 17, 3185, 3191, 2012年09月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Purification and Characterization of a Liquefying α-Amylase from Alkalophilic Thermophilic Bacillus sp. AAH-31
    KIM Dae Hoon; MORIMOTO Naoki; SABURI Wataru; MUKAI Atsushi; IMOTO Koji; TAKEHANA Toshihiko; KOIKE Seiji; MORI Haruhide; MATSUI Hirokazu
    Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 76, 7, 1378, 1383, 2012年07月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Structural Elucidation of Dextran Degradation Mechanism by Streptococcus mutans Dextranase Belonging to Glycoside Hydrolase Family 66
    Nobuhiro Suzuki; Young-Min Kim; Zui Fujimoto; Mitsuru Momma; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Kazumi Funane; Atsuo Kimura
    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, 287, 24, 19916, 19926, 2012年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Novel Dextranase Catalyzing Cycloisomaltooligosaccharide Formation and Identification of Catalytic Amino Acids and Their Functions Using Chemical Rescue Approach
    Young-Min Kim; Yoshiaki Kiso; Tomoe Muraki; Min-Sun Kang; Hiroyuki Nakai; Wataru Saburi; Weeranuch Lang; Hee-Kwon Kang; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Ryuichiro Suzuki; Kazumi Funane; Nobuhiro Suzuki; Mitsuru Momma; Zui Fujimoto; Tetsuya Oguma; Mikihiko Kobayashi; Doman Kim; Atsuo Kimura
    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, 287, 24, 19927, 19935, 2012年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • A Novel Metabolic Pathway for Glucose Production Mediated by alpha-Glucosidase-catalyzed Conversion of 1,5-Anhydrofructose
    Young-Min Kim; Wataru Saburi; Shukun Yu; Hiroyuki Nakai; Janjira Maneesan; Min-Sun Kang; Seiya Chiba; Doman Kim; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Atsuo Kimura
    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, 287, 27, 22441, 22444, 2012年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Enzymatic Characteristics of Cellobiose Phosphorylase from Ruminococcus albus NE1 and Kinetic Mechanism of Unusual Substrate Inhibition in Reverse Phosphorolysis
    Ken Hamura; Wataru Saburi; Shotaro Abe; Naoki Morimoto; Hidenori Taguchi; Haruhide Mori; Hirokazu Matsui
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 76, 4, 812, 818, 2012年04月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Chemical constituents and free radical scavenging activity of corn pollen collected from Apis mellifera hives compared to floral corn pollen at Nan, Thailand
    Atip Chantarudee; Preecha Phuwapraisirisan; Kiyoshi Kimura; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Atsuo Kimura; Chanpen Chanchao
    BMC COMPLEMENTARY AND ALTERNATIVE MEDICINE, 12, 45, 2012年04月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • In vitro antiproliferative/cytotoxic activity on cancer cell lines of a cardanol and a cardol enriched from Thai Apis mellifera propolis
    Dungporn Teerasripreecha; Preecha Phuwapraisirisan; Songchan Puthong; Kiyoshi Kimura; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Atsuo Kimura; Chanpen Chanchao
    BMC COMPLEMENTARY AND ALTERNATIVE MEDICINE, 12, 27, 2012年03月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Immobilization of a thermostable cellobiose 2-epimerase from Rhodothermus marinus JCM9785 and continuous production of epilactose.
    Sato H; Saburi W; Ojima T; Taguchi H; Mori H; Matsui H
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 76, 8, 1584, 1587, 8, 2012年, [査読有り]
    英語, Cellobiose 2-epimerase (CE) efficiently forms epilactose which has several beneficial biological functions. A thermostable CE from Rhodothermus marinus was immobilized on Duolite A568 and packed into a column. Lactose (100 g/L) was supplied to the reactor, kept at 50 °C at a space velocity of 8 h−1. The epilactose concentration of the resulting eluate was 30 g/L, and this was maintained for 13 d.
  • Degree of polymerization in dietary α-1,6-gluco¬sac¬cha¬rides modulates symptom of experimental colitis in rats.
    Iwaya H; Lee JS; Yamagishi S; Shinoki A; Lang W; Kang HK; Okuyama M; Mori H; Hara H; Kimura A; Ishizuka S
    Plos One, 7, 11, e50658, e50658, 2012年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Characterization of some enzymatic properties of recombinant α-glucosidase III from the Thai honeybee, Apis cerana indica Fabricus.
    Kaewmuangmoon J; Yoshiyama M; Kimura K; Okuyama M; Mori H; Kimura A; Chanchao C
    Afr J Biotechnol, 11, 96, 16220, 16232, 2012年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Crystallization and preliminary crystallographic analysis of dextranase from Streptococcus mutans
    Nobuhiro Suzuki; Young-Min Kim; Zui Fujimoto; Mitsuru Momma; Hee-Kwon Kang; Kazumi Funane; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Atsuo Kimura
    ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY COMMUNICATIONS, 67, 12, 1542, 1544, 2011年12月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Biochemical Characterization of a Thermophilic Cellobiose 2-Epimerase from a Thermohalophilic Bacterium, Rhodothermus marinus JCM9785
    Teruyo Ojima; Wataru Saburi; Hiroki Sato; Takeshi Yamamoto; Haruhide Mori; Hirokazu Matsui
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 75, 11, 2162, 2168, 2011年11月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Transglycosylation by barley alpha-amylase 1
    Janos A. Motyan; Erika Fazekas; Haruhide Mori; Birte Svensson; Peter Bagossi; Lili Kandra; Gyoengyi Gyemant
    JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS B-ENZYMATIC, 72, 3-4, 229, 237, 2011年11月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Calcium Ion-Dependent Increase in Thermostability of Dextran Glucosidase from Streptococcus mutans
    Momoko Kobayashi; Hironori Hondoh; Haruhide Mori; Wataru Saburi; Masayuki Okuyama; Atsuo Kimura
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 75, 8, 1557, 1563, 2011年08月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Truncation of N- and C-terminal regions of Streptococcus mutans dextranase enhances catalytic activity
    Young-Min Kim; Ryoko Shimizu; Hiroyuki Nakai; Haruhide Mori; Masayuki Okuyama; Min-Sun Kang; Zui Fujimoto; Kazumi Funane; Doman Kim; Atsuo Kimura
    APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY, 91, 2, 329, 339, 2011年07月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Truncation of N- and C-terminal regions of Streptococcus mutans dextranase enhances catalytic activity
    Young-Min Kim; Ryoko Shimizu; Hiroyuki Nakai; Haruhide Mori; Masayuki Okuyama; Min-Sun Kang; Zui Fujimoto; Kazumi Funane; Doman Kim; Atsuo Kimura
    APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY, 91, 2, 329, 339, 2011年07月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Comparison of Enzymatic Properties and Gene Expression Profiles of Two Tuberonic Acid Glucoside β-Glucosidases from Oryza sativa L.
    WAKUTA Shinji; HAMADA Shigeki; ITO Hiroyuki; IMAI Ryozo; MORI Haruhide; MATSUURA Hideyuki; NABETA Kensuke; MATSUI Hirokazu
    Journal of applied glycoscience, 58, 2, 67, 70, Japanese Society of Applied Glycoscience, 2011年04月20日
    英語
  • ω-エポキシアルキルα-D-グルコピラノシドによるエンド型デキストラナーゼの自殺基質型失活
    カン ヒゴン; キム ヨンミン; 中井 博之; カン ミンソン; 袴田 航; 奥山 正幸; 森 春英; 西尾 俊幸; 木村 淳夫
    Journal of applied glycoscience, 57, 4, 269, 272, 日本応用糖質科学会, 2010年10月20日
    英語, Streptococcus mutans ATCC 25175由来のエンド型デキストラナーゼ(SmDex)に対し,3種類のω-エポキシアルキルα-D-グルコピラノシド(3′,4′-エポキシブチルα-D-グルコピラノシド(E4G),4′,5′-エポキシペンチルα-D-グルコピラノシド(E5G)および5′,6′-エポキシヘキシルα-D-グルコピラノシド(E6G):アグリコンのアルキル鎖長が異なる)を作用させると,SmDexは擬一次的な活性低下を示した.アルキル鎖長に依存した失活が認められ,失活の度合いはE5G > E6G > E4Gであった.したがってω-エポキシアルキルα-D-グルコピラノシドのグルコース残基とエポキシ基の距離が,SmDexの失活に対し重要であることが判明した.E5Gは可逆的な中間体を形成する失活機構(自殺基質型の失活機構)を与え,不活性化の一次定数(k)と中間体の解離定数(KR)はそれぞれ0.44 min-1および1.45 mMと算出された.SmDexの加水分解反応の生成物であるイソマルトースの存在によりE5Gの失活が防御されたため,E5GはSmDexの触媒部位に結合すると示唆された.本論文は,ω-エポキシアルキルα-D-グルコピラノシドがエンド型デキストラナーゼの自殺基質になることを示す初めての報告である.
  • Suicide Substrate-based Inactivation of Endodextranase by .OMEGA.-Epoxyalkyl .ALPHA.-D-Glucopyranosides
    カンヒゴン; キムヨンミン; 中井博之; カンミンソン; 袴田航; 奥山正幸; 森春英; 西尾俊幸; 木村淳夫
    J Appl Glycosci, 57, 4, 269-272 (J-STAGE), 272, 日本応用糖質科学会, 2010年
    英語, Streptococcus mutans ATCC 25175由来のエンド型デキストラナーゼ(SmDex)に対し,3種類のω-エポキシアルキルα-D-グルコピラノシド(3′,4′-エポキシブチルα-D-グルコピラノシド(E4G),4′,5′-エポキシペンチルα-D-グルコピラノシド(E5G)および5′,6′-エポキシヘキシルα-D-グルコピラノシド(E6G):アグリコンのアルキル鎖長が異なる)を作用させると,SmDexは擬一次的な活性低下を示した.アルキル鎖長に依存した失活が認められ,失活の度合いはE5G > E6G > E4Gであった.したがってω-エポキシアルキルα-D-グルコピラノシドのグルコース残基とエポキシ基の距離が,SmDexの失活に対し重要であることが判明した.E5Gは可逆的な中間体を形成する失活機構(自殺基質型の失活機構)を与え,不活性化の一次定数(k)と中間体の解離定数(KR)はそれぞれ0.44 min-1および1.45 mMと算出された.SmDexの加水分解反応の生成物であるイソマルトースの存在によりE5Gの失活が防御されたため,E5GはSmDexの触媒部位に結合すると示唆された.本論文は,ω-エポキシアルキルα-D-グルコピラノシドがエンド型デキストラナーゼの自殺基質になることを示す初めての報告である.
  • isomaltooligosaccharide 6-α-glucosyltransferaseのサブサイト+1変異酵素の機能解析
    西村 崇志; 鐘ヶ江 倫世; 本同 宏成; 奥山 正幸; 森 春英; 木村 淳夫
    Journal of Applied Glycoscience Supplement, 2010, 71, 71, 日本応用糖質科学会, 2010年
    日本語
  • Aspergillus niger α-glucosidaseのサブサイト+1の改変
    田上 貴祥; 奥山 正幸; 森 春英; 木村 淳夫
    Journal of Applied Glycoscience Supplement, 2010, 73, 73, 日本応用糖質科学会, 2010年
    日本語
  • Catalytic Reaction Mechanism Based on α-Secondary Deuterium Isotope Effects in Hydrolysis of Trehalose by European Honeybee Trehalase
    MORI Haruhide; LEE Jin-Ha; OKUYAMA Masayuki; NISHIMOTO Mamoru; OHGUCHI Masao; KIM Doman; KIMURA Atsuo; CHIBA Seiya
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 73, 11, 2466, 2473, 2009年11月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • The first alpha-1,3-glucosidase from bacterial origin belonging to glycoside hydrolase family 31
    Min-Sun Kang; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Atsuo Kimura
    BIOCHIMIE, 91, 11-12, 1434, 1442, 2009年11月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Catalytic Mechanism of Retaining alpha-Galactosidase Belonging to Glycoside Hydrolase Family 97
    Masayuki Okuyama; Momoyo Kitamura; Hironori Hondoh; Min-Sun Kang; Haruhide Mori; Atsuo Kimura; Isao Tanaka; Min Yao
    JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY, 392, 5, 1232, 1241, 2009年10月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Bacteroides thetaiotaomicron 由来SusBの触媒反応におけるCa2+の役割
    吉田 拓弥; 奥山 正幸; 本同 宏成; 姚 閔; 森 春英; 木村 淳夫
    Journal of Applied Glycoscience Supplement, 2009, 38, 38, 日本応用糖質科学会, 2009年
    日本語
  • テンサイ α-glucosidase の サブサイト+2および+3の形成に重要なアミノ酸残基の決定
    田上 貴祥; 奥山 正幸; 森 春英; 田口 和憲; 木村 淳夫
    Journal of Applied Glycoscience Supplement, 2009, 37, 37, 日本応用糖質科学会, 2009年
    日本語
  • Streptococcus mutans由来 dextran glucosidaseの部位特異的変異導入による糖転移活性の改変 (2)
    中塚 大地; 本同 宏成; 大塚 博昭; 佐分利 亘; 森 春英; 奥山 正幸; 木村 淳夫
    Journal of Applied Glycoscience Supplement, 2009, 34, 34, 日本応用糖質科学会, 2009年
    日本語
  • ミツバチα-Glucosidase III のQ349およびL350への変異導入による活性上昇
    ギウサラ ルカナ; 森 春英; 奥山 正幸; 千葉 誠哉; 木村 淳夫
    Journal of Applied Glycoscience Supplement, 2009, 36, 36, 日本応用糖質科学会, 2009年
    日本語
  • isomaltooligosaccharide 6-α-glucosyltransferaseの糖転移反応に関わる構造因子
    西村 崇志; 鐘ヶ江 倫世; KIM Young-Min; 本同 宏成; 奥山 正幸; 森 春英; 木村 淳夫
    Journal of Applied Glycoscience Supplement, 2009, 35, 35, 日本応用糖質科学会, 2009年
    日本語
  • Structure-function relationship of substrate length specificity of dextran glucosidase from Streptococcus mutans
    Wataru Saburi; Hironori Hondoh; Young-Min Kim; Haruhide Mori; Masayuki Okuyama; Atsuo Kimura
    BIOLOGIA, 63, 6, 1000, 1005, 2008年12月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Structural and Functional Analysis of a Glycoside Hydrolase Family 97 Enzyme from Bacteroides thetaiotaomicron
    Momoyo Kitamura; Masayuki Okuyama; Fumiko Tanzawa; Haruhide Mori; Yu Kitago; Nobuhisa Watanabe; Atsuo Kimura; Isao Tanaka; Min Yao
    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, 283, 52, 36328, 36337, 2008年12月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Molecular Mechanism of α-glucosidase
    Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Hironori Hondoh; Hiroyuki Nakai; Wataru Saburi; Min Sung Kang; Young Min Kim; Mamoru Nishimoto; Jintanart Wongchawalit; Takeshi Yamamoto; Mee Son; Jin Ha Lee; San San Mar; Kenji Fukuda; Seiya Chiba; Atsuo Kimura
    Carbohydrate-Active Enzymes: Structure, Function and Applications, 64, 76, 2008年09月, [査読有り]
    論文集(書籍)内論文
  • Rice α-glucosidase isozymes and isoforms showing different starch granules-binding and -degrading ability
    Nakai H; Tanizawa S; Ito T; Kamiya K; Kim YM; Yamamoto T; Matsubara K; Sakai M; Sato H; Imbe T; Okuyama M; Mori H; Chiba S; Sano Y; Kimura A
    Biocatalysis and Biotransformation, 26, 104, 110, 2008年07月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Substrate Recognition of Escherichia coli YicI (.ALPHA.-Xylosidase)
    奥山正幸; カンミンソン; 矢追克郎; 三石安; 森春英; 木村淳夫
    J Appl Glycosci, 55, 2, 111-118 (J-STAGE), 118, 日本応用糖質科学会, 2008年
    英語, 大腸菌YicIはα-xylosidaseは,GH31のなかで最も研究が行われている酵素の一つであり,立体構造解析,生化学的な研究が数多く行われている.YicIの酵素反応の至適pHは7.0,pH安定領域,温度領域はそれぞれ4.7-10.1,47°Cまでの範囲内である.YicIはGH31のα-glucosidaseと30%程度の配列類似性を示すが,YicIは厳密に非還元末端のα-xylosyl基を認識している.二つの変異酵素(TIM-barrelドメインのβ→α loop 1をα-glucosidase様に変化させたL1Chi,loop 2に位置するCys307,Phe308をα-glucosidase様シーケンスに置換したC307I/F308D)では,α-xylosidase活性が低下し,α-glucosidase活性が上昇する.YicIのプラス側サブサイトの特異性を糖転移反応受容体特異性により評価した.YicIはエカトリアルの4-OHを選択して受容体とする.またYicIの糖転移反応は1糖受容体に対しα-1,6結合の1生成物を生成する非常に特異性の狭い反応である.これら糖転移産物のうちα-D-xylopyranosyl-(1→6)-D-mannopyranose,α-D-xylopyranosyl-(1→6)-D-fructofuranose,α-D-xylopyranosyl-(1→3)-D-fructopyranoseは新規糖である.さらにα-D-xylopyranosyl-(1→6)-D-mannopyranoseならびにα-D-xylopyranosyl-(1→6)-D-fructofuranoseラット小腸α-glucosidaseに対して緩い阻害を示す.
  • Bacillus sp. 由来isomaltooligosaccharide 6-α-glucosyltrasferase(I6GT)の転移反応に関与する構造因子
    鐘ヶ江 倫世; KIM Young-Min; 本同 宏成; 奥山 正幸; 森 春英; 木村 淳夫
    Journal of Applied Glycoscience Supplement, 2008, 104, 104, 日本応用糖質科学会, 2008年
    日本語
  • Glycoside hydrolase family 97アノマー保持型酵素の触媒機構
    奥山 正幸; 姚 閔; 本同 宏成; 北村 百世; 森 春英; 田中 勲; 木村 淳夫
    Journal of Applied Glycoscience Supplement, 2008, 139, 139, 日本応用糖質科学会, 2008年
    日本語
  • テンサイ α-glucosidase の cDNA クローニングと Pichia pastoris による組換え酵素の生産
    田上 貴祥; 奥山 正幸; 森 春英; 田口 和憲; 木村 淳夫
    Journal of Applied Glycoscience Supplement, 2008, 94, 94, 日本応用糖質科学会, 2008年
    日本語
  • Coversion of Lactobacillus johnsonii novel α-glucosidase into glycosynthase
    カン ミンソン; 奥山 正幸; 森 春英; 木村 淳夫
    Journal of Applied Glycoscience Supplement, 2008, 96, 96, 日本応用糖質科学会, 2008年
    日本語
  • Glycoside hydrolase family 31 Escherichia coli α-xylosidase.
    M-S. Kang; M. Okuyama; K. Yaoi; Y. Mitsuishi; Y-M. Kim; H. Mori; A. Kimura
    Biocatalysis and Biotransformation, 26, 1-2, 96, 103, 2008年
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Substrate recognition mechanism of alpha-1,6-glucosidic linkage hydrolyzing enzyme, dextran glucosidase from Streptococcus mutans.
    Hondoh H; Saburi W; Mori H; Okuyama M; Nakada T; Matsuura Y; Kimura A
    J Mol Biol, 378, 4, 913, 922, 2008年, [査読有り]
  • Function-unknown Glycoside Hydrolase Family 31 Proteins, mRNAs of which were Expressed in Rice Ripening and Germinating Stages, are α-Glucosidase and α-Xylosidase
    NAKAI Hiroyuki; TANIZAWA Shigeki; ITO Tatsuya; KAMIYA Koutarou; KIM Young-Min; YAMAMOTO Takeshi; MATSUBARA Kazuki; SAKAI Makoto; SATO Hiroyuki; IMBE Tokio; OKUYAMA Masayuki; MORI Haruhide; SANO Yoshio; CHIBA Seiya; KIMURA Atsuo
    The journal of biochemistry, 142, 4, 491, 500, 2007年10月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Crystallization and preliminary X-ray analysis of Streptococcus mutans dextran glucosidase
    Wataru Saburi; Hironori Hondoh; Hideaki Unno; Masayuki Okuyama; Haruhide Mori; Toshitaka Nakada; Yoshiki Matsuura; Atsuo Kimura
    ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY AND CRYSTALLIZATION COMMUNICATIONS, 63, 9, 774, 776, 2007年09月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Molecular cloning of cDNA for trehalase from the European honeybee, Apis mellifera L., and its heterologous expression in Pichia pastoris
    Jin-Ha Lee; Saori Saito; Haruhide Mori; Mamoru Nishimoto; Masayuki Okuyama; Doman Kim; Jintanart Wongchawalit; Atsuo Kimura; Seiya Chiba
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 71, 9, 2256, 2265, 2007年09月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Molecular Cloning of cDNAs and Genes for Three α-Glucosidases from European Honeybees, Apis mellifera L., and Heterologous Production of Recombinant Enzymes in Pichia pastoris
    NISHIMOTO Mamoru; MORI Haruhide; MOTEKI Tsuneharu; TAKAMURA Yukiko; IWAI Gaku; MIYAGUCHI Yu; OKUYAMA Masayuki; WONGCHAWALIT Jintanart; SURARIT Rudee; SVASTI Jisnuson; KIMURA Atsuo; CHIBA Seiya
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 71, 7, 1703, 1716, 2007年07月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Multiple forms of α-glucosidase in rice seeds (Oryza sativa L., var Nipponbare)
    Nakai Hiroyuki; Ito Tatsuya; Hayashi Masatoshi; Kamiya Koutarou; Yamamoto Takeshi; Matsubara Kazuki; Kim Young-Min; Jintanart Wongchawalit; Okuyama Masayuki; Mori Haruhide; Chiba Seiya; Sanoa Yoshio; Kimura Atsuo
    Biochimie, 89, 1, 49, 62, 2007年01月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Purification and Characterization of α-Glucosidase I from Japanese Honeybee (Apis cerana japonica) and Molecular Cloning of Its cDNA
    WONGCHAWALIT Jintanart; YAMAMOTO Takeshi; NAKAI Hiroyuki; KIM Young-Min; SATO Natsuko; NISHIMOTO Mamoru; OKUYAMA Masayuki; MORI Haruhide; SAJI Osamu; CHANCHAO Chanpen; WONGSIRI Siriwat; SURARIT Rudee; SVASTI Jisnuson; CHIBA Seiya; KIMURA Atsuo
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 70, 12, 2889, 2898, 2006年12月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Interactions between Barley α-Amylases, Substrates, Inhibitors and Regulatory Proteins
    HACHEM Maher Abou; BOZONNET Sophie; WILLEMOES Martin; BONSAGER Birgit C; NIELSEN Morten Munch; FUKUDA Kenji; KRAMHOFT Birte; MAEDA Kenji; SIGURSKJOLD Bent W; HAGGLUND Per; FINNIE Christine; MORI Haruhide; ROBERT Xavier; JENSEN Malene H; TRANIER Samuel; AGHAJARI Nushin; HASER Richard; SVENSSON Birte
    Journal of applied glycoscience, 53, 2, 163, 169, 日本応用糖質科学会, 2006年04月20日
    英語, Barley α-amylase binds sugars at two sites on the enzyme surface in addition to the active site. Crystallography and site-directed mutagenesis highlight the importance of aromatic residues at these surface sites as demonstrated by Kd values determined for β-cyclodextrin by surface plasmon resonance and for starch granules by adsorption analysis. Activity towards amylopectin and amylose follows two different kinetic models, degradation of amylopectin being composed of a fast and a slow component, perhaps reflecting attack on A and B chains, respectively, whereas amylose hydrolysis follows a simple Michaelian kinetics. β-cyclodextrin binding at surface sites inhibits only the fast reaction in amylopectin degradation. Site-directed mutagenesis and activity analysis, furthermore show that one of the surface binding sites as well as individual subsites in the active site cleft have distinct roles in the multiple attack on amylose. Although the two isozymes AMY1 and AMY2 share ligands for three structural calcium ions, they differ importantly in the effect of calcium on activity and stability, AMY1 having the higher affinity and the lower stability. The role of the individual calcium ions is studied by mutagenesis, crystallography and microcalorimetry. Further improvement of recombinant AMY2 production allows future direct mutational analysis in this isozyme. Specific proteinaceous inhibitors act on α-amylases of different origin. In the complex of barley α-amylase/subtilisin inhibitor (BASI) with AMY2, a fully hydrated calcium ion at the protein interface mediates contact between inhibitor residues and the enzyme catalytic groups in a manner that depends on calcium and which can be suppressed by site-directed mutagenesis of Glu168 in BASI. Finally certain inhibitors and enzymes are targets of the disulphide reductase thioredoxin h that attacks a specific disulphide bond in BASI and, remarkably, reduces two different disulphide bonds in the barley monomeric and dimeric amylase inhibitors that both belong to the CM-proteins and inhibit animal α-amylase.
  • 植物α-グルコシダーゼ, 特にイネ酵素の分子解析と発芽時の澱粉粒分解に関する研究
    中井 博之; 伊藤 達也; 谷沢 茂紀; 松原 一樹; 山本 健; 奥山 正幸; 森 春英; 千葉 誠哉; 佐野 芳雄; 木村 淳夫
    Journal of applied glycoscience, 53, 2, 137, 142, 日本応用糖質科学会, 2006年04月20日
    英語, 植物種子が発芽する際に貯蔵物質である澱粉は,各種加水分解酵素により酵素分解され,生長に必要な物質・エネルギーの供給源となる.澱粉は植物種子中に不溶性の澱粉粒として存在するため,現在までα-アミラーゼが唯一澱粉粒に直接作用できる酵素であると考えられてきた.しかし,我々は植物α-グルコシダーゼが澱粉粒への吸着・分解能をもつことを明らかにし,第2の澱粉分解経路 (澱粉粒にα-グルコシダーゼが作用し,直接グルコースを遊離する経路) の存在を示した.さらに,植物α-グルコシダーゼには,触媒ドメインとは独立して機能する澱粉粒吸着ドメインがC末端に存在することを解明した.本ドメインに保存された芳香族アミノ酸に対する部位特異的変異導入により,澱粉粒吸着に関与する残基を推定した.植物種子中には,複数のα-グルコシダーゼが存在する.我々は,イネ種子中に可溶性および不溶性 (界面活性剤により可溶化が可能) の性質を示す2種のアイソザイムを見出した.両酵素の発現様式から,14品種のイネ種子を二つのグループ (グループ1,2) に大別した.グループ1は,不溶性酵素のみが乾燥種子に検出されるイネ品種である.不溶性α-グルコシダーゼが登熟期で合成され,完熟に伴い種子中に保存されるが,発芽の進行につれ消失する.発芽後に可溶性酵素が新たに合成される.グループ2の品種では,可溶性および不溶性の酵素が乾燥種子に検出された.両酵素は登熟期で合成され,発芽期間中の活性は変化せず,一定のレベルで推移する.グループ1からは赤米を,グループ2では日本晴を実験対象に選び,α-グルコシダーゼの機能解析を行った.翻訳後修飾やゲノム遺伝子発現調節によるアイソフォームやアイソザイムの形成機構ならびに精製酵素を用いた性質の解明を行った.多様なα-グルコシダーゼが関与する澱粉代謝の一端が明らかにされた.N末領域に生じる翻訳後限定分解は,植物酵素に対し一般的に観察される現象であった.
  • 植物α‐アミラーゼの機能と構造に関する研究
    森春英
    J Appl Glycosci, 53, 1, 51, 56, 2006年01月20日
    日本語
  • Developmental regulation of photosynthate distribution in leaves of rice
    T Shinano; K Nakajima; J Wasaki; H Mori; T Zheng; M Osaki
    PHOTOSYNTHETICA, 44, 1, 1, 10, 2006年
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Glucoamylase Originating from Schwanniomyces occidentalis Is a Typical α-Glucosidase
    SATO Fumiaki; OKUYAMA Masayuki; NAKAI Hiroyuki; MORI Haruhide; KIMURA Atsuo; CHIBA Seiya
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 69, 10, 1905, 1913, 2005年10月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Oligosaccharide binding to barley alpha-amylase 1
    Robert, X; R Haser; H Mori; B Svensson; N Aghajari
    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, 280, 38, 32968, 32978, 2005年09月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Binding of carbohydrates and protein inhibitors to the surface of α-amylases
    Sophie Bozonnet; Birgit C. Boønsager; Birte Kramhøft; Haruhide Mori; Maher Abou Hachem; Martin Willemoës; Morten T. Jensen; Kenji Fukuda; Peter K. Nielsen; Nathalie Juge; Nushin Aghajari; Samuel Tranier; Xavier Robert; Richard Haser; Birte Svensson
    Biologia - Section Cellular and Molecular Biology, 60, SUPPL. 16, 27, 36, 2005年, [査読有り]
    研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • Molecular analysis of α-glucosidase belonging to GH-family 31
    Nakai H; Okuyama M; Kim YM; Saburi W; Wongchawalit J; Mori H; Chiba S; Kimura A
    Biologia, Bratislava, 60, 131, 135, 2005年, [査読有り]
    英語
  • Localization of α-Glucosidases I, II, and III in Organs of European Honeybees, Apis mellifera L., and the Origin of α-Glucosidase in Honey
    KUBOTA Masaki; TSUJI Masahisa; NISHIMOTO Mamoru; WONGCHAWALIT Jintanart; OKUYAMA Masayuki; MORI Haruhide; MATSUI Hirokazu; SURARIT Rudee; SVASTI Jisnuson; KIMURA Atsuo; CHIBA Seiya
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 68, 11, 2346, 2352, 2004年11月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • An improved method for deleting large regions of Escherichia coli K-12 chromosome using a combination of Cre/loxP and lambda Red.
    Fukiya S; Mizoguchi H; Mori H
    FEMS microbiology letters, 234, 2, 325, 331, 2, 2004年05月, [査読有り]
  • Barley Proteome Analysis, Starch Degrading Eznymes and Proteinaceous Inhibitors
    FINNIE Christine; OSTERGAARD Ole; BAK-JENSEN Kristian Sass; NIELSEN Peter K; BONSAGER Birgit C; MORI Haruhide; NOHR Jane; KRAMHOFT Birte; JUGE Nathalie; SVENSSON Birte
    Journal of applied glycoscience, 50, 2, 277, 282, 日本応用糖質科学会, 2003年07月14日
    英語, Proteomes of barley seeds were described by 2-D gel electrophoresis and spots selected for proteinidentification by mass spectrometry and database searches. Proteins were categorised according to temporalappearance during seed development and maturation. Fragments of β-amylases appeared transiently at midgrain filling and during germination. The α-amylase/trypsin inhibitors increased during grain filling andtypical housekeeping enzymes were present throughout the period. Germination altered the proteome and dissection of micromalted seeds enabled localization of selected proteins to specifi...
  • Impact on Substrate Specificity of Mutational Subsite Isozyme Mimicry in Barley α-Amylase
    SVENSSON Birte; MORI Haruhide; BAK-JENSEN Kristian Sass; JENSEN Morten Tovborg
    Journal of applied glycoscience, 50, 2, 143, 145, 日本応用糖質科学会, 2003年07月14日
    英語, The mutational analysis of the roles of specific side chains at individual subsites have been conducted for barley α-amylase 1(AMY1) across the ten subsites long substrate binding cleft. The present study specifically focuses on such mutants in which the AMY2 structure has been mimicked. Generally the kinetics parameters for mutants at subsites accommodating the substrate glycone part showed decreased affinity for oligosaccharide and amylose DP 17 whereas an aglycon binding subsite +4 AMY2 mimic had increased affinity but reduced activity. Among barley α-amylase/subtilisin inhibitor (BASI) ...
  • Purification, Characterization, and Sequence Analysis of Two α-Amylase Isoforms from Azuki Bean, Vigna angularis, Showing Different Affinity towards β-Cyclodextrin Sepharose(Biochemistry & Molecular Biology)
    MAR San San; MORI Haruhide; LEE Jin-Ha; FUKUDA Kenji; SABURI Wataru; FUKUHARA Arinobu; OKUYAMA Masayuki; CHIBA Seiya; KIMURA Atsuo
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 67, 5, 1080, 1093, 2003年05月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • α-グルコシダーゼによって触媒される分子内糖転移反応の証明
    孫 美; 森 春英; 奥山 正幸; 木村 淳夫; 千葉 誠哉
    Journal of applied glycoscience, 50, 1, 41, 44, 日本応用糖質科学会, 2003年01月20日
    英語, 炭水化物加水分解酵素の水解反応は,その逆反応(縮合反応)が必然的に伴った反応である.従って,水解され得る基質のみが逆反応によって生成される.ミツバチα-グルコシダーゼI は,イソマルトースを全く水解できないが,他の二糖マルトース,コジビオースを水解できる.わずかではあるが,ニゲロースをも水解する.しかしながら,本酵素は高濃度のグルコースから逆反応によってマルトース,コジビオースおよびニゲロースと共にイソマルトースをも生成した.このような事実は,本酵素がイソマルトースに対して水解作用をもたないという知見と矛盾している.この特異な現象に関する矛盾の解析が試みられた.その結果,本来,グルコースから逆反応によってイソマルトースが直接生成されることはあり得ないことであるが,逆反応によって容易に生成され得るマルトースやコジビオース等の他の二糖からの分子内糖転移反応によってイソマルトースへ変換されイソマルトースが生成されると推定された.炭水化物水解酵素の反応において,通常の糖転移反応と考えられている反応には,上述のような分子内転移反応が同時に起こっていることが示唆された.
  • Evidence of Intramolecular Transglucosylation Catalyzed by an .ALPHA.-Glucosidase.
    孫 美; 森 春英; 奥山 正幸; 木村 淳夫; 千葉 誠哉
    Journal of Applied Glycoscience, 50, 1, 41, 44, 日本応用糖質科学会, 2003年
    英語, The hydrolytic reaction of carbohydrate-hydrolase is essentially accompanied by a reverse reaction (the condensation reaction), meaning that only the substrate capable of being hydrolyzed is produced by the reverse reaction. Honeybee α-glucosidase I can't hydrolyze isomaltose, but is capable of hydrolyzing maltose, kojibiose and slightly nigerose. Nevertheless, the enzyme catalyzes the formation and accumulation of isomaltose from glucose together with α-glucobioses such as maltose, kojibiose and nigerose. This finding is in conflict with the data that the enzyme has no hydrolytic activity ...
  • Identification of Essential lonizable Groups and Evaluation of Subsite Affinities in the Active Site of β-D-Glucosidase F_1 from a Streptomyces sp.(Biochemistry & Molecular Biology)
    FUKUDA Kenji; MORI Haruhide; OKUYAMA Masayuki; KIMURA Atsuo; OZAKI Hachiro; YONEYAMA Michio; CHIBA Seiya
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 66, 10, 2060, 2067, 2002年10月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Streptomyces sp. β-_D-グルコシダーゼF_1の基質特異性および活性部位に関する反応速度論的解析
    福田 健二; 白川 康; 森 春英; 奥山 正幸; 木村 淳夫; 尾崎 八郎; 米山 道男; 千葉 誠哉
    応用糖質科学 : oyo toshitsu kagaku = Journal of applied glycoscience, 49, 3, 265, 272, 日本応用糖質科学会, 2002年07月18日
    英語, Streptomyces sp.から精製したβ-D-グルコシダーゼF1(分子量、50,O00;最適pH、5.5)の基質特異性と活性部位について反応速度論的な検討を行った。本酵素は、β-グルコシド結合からなる各種の合成基質や二糖に対し広い基質特異性を示したが、二糖よりも合成基質に対し高い特異性を示した。合成基質ではp-ニトロフェニルβ-グルコシド(Km,0.72mM;k0,63s-1)よりもp-ニトロフェニルβ-フコシド(Km,O.19mM;k0,44s-1)が、二糖ではセロビオースよりもラミナリビオース(Km,1.6mM;k0,70s-1)が加水分解の反応効率からみてより優れた基質と考えられた。P-ニトロフェニルβ-グルコシド(PNPG)、β-フコシド(PNPF)およびβ-ガラクトシド(PNPGal)が共通の活性部位で加水分解されるか否かについて、混合基質を用いた反応系において速度論的解析を行った。PNPGとPNPF(またはPNPGal)の混合基質の加水分解におけるいくつかの速度論的特徴、特にLineweaver-Burkプロットの直線性、あるいはPNPGの他基質に対するモル分率(f),f=[PNPG]/([PNPG]+[PNPFまたはPNPGal])の最大速度とミカエリス定数への依存性の実験値は単一触媒部位機構において理論的に予測される値によく一致した。これらの実験結果は、...
  • 3種のミツバチα‐グルコシダーゼアイソザイムの構造と機能
    西本完; 森春英; 木村淳夫; 千葉誠哉
    J Appl Glycosci, 49, 2, 191, 197, The Japanese Society of Applied Glycoscience, 2002年04月01日
    日本語, The genes of three a-glucosidases (HBG I, HBG II and HBG III) were isolated from the cDNA library of honeybee, Apis mellifera L. The nucleotide sequences of HBG I, II and III were consisted of 1974, 1910 and 1916 base pair and encoding 588, 580 and 567 amino acid residues, respectively. The putative primary structures showed high homology ranging from N- to C-terminals, and three enzymes belonged to a-glucosidase family I, in which four conservative regions of aamylase family were observed in their sequences. To obtain the recombinant enzymes, we tried to express the cDNAs in Pichia pastoris of heterologous host cells. Although recombinant HBG I was not produced, the recombinant HBG II and III of 2.4 and 1.2 U/mg were respectively expressed and secreted into culture supernatant. The active recombinant enzymes purified had the same properties as those of native ones except sugar content. To investigate the catalytic residues in HBGs, four mutated enzymes (D206N, E259Q, E269Q and D33 1N) of HBG III were constructed, and their specific activities were found to be 0.0004, 4.9, 0.004 and 0.0002 U/mg, respectively. E259Q remained half activity of wild type and those of the others disappeared, implying that three catalyticresidues of HBGs were D212, E281 and D343 of HBG I, D202, E271 and D333 of HBG II, D206, E269 and D331 of HBG III. The homology modeling showed that three enzymes had Ndomain ((β/α)8 barrel), subdomain, and C-domain(β-sheet structure mainly) like oligo-l, 6-glucosidase from Bacillus cereus.
  • Family IIに属するα‐Glucosidaseのプロトン供与体としての触媒アミノ酸残基
    奥山正幸; 森春英; 木村淳夫; 千葉誠哉
    J Appl Glycosci, 49, 2, 211, 219, The Japanese Society of Applied Glycoscience, 2002年04月01日
    日本語, cDNA encoding Schizosaccharomyces pombe a-glucosidase was cloned, and expressed in Saccharomyces cerevisiae. The deduced amino acid sequence categorized under the α-glucosidase family II showed a high homology to those of a-glucosidase from molds, plants and mammals. By site direct mutagenesis, Asp481, G1u484, and Asp647 residues were confirmed to be essential in the catalytic reaction. The carboxyl group (-COON) of the Asp647 residue was for the first time pointed out to be the candidate of proton donor in the a-glucosidase of family II. The carboxylate group (-COO-) of the Asp481 residue was assumed to be the secondary carboxylate group, which stabilize the oxocarbenium ion through electrostatic interaction, and the Asp481 was considered to be modified by the chemical modification with conduritol B epoxide. The role of the G1u484 residue, which was the third residue, was presumed to be to fix the reaction intermediate of substrates.
  • Family IIに属するα-Glucosidaseのプロトン供与体としての触媒アミノ酸残基
    奥山 正幸; 森 春英; 木村 淳夫; 千葉 誠哉
    応用糖質科学 : oyo toshitsu kagaku = Journal of applied glycoscience, 49, 2, 211, 219, 日本応用糖質科学会, 2002年04月01日
    日本語, cDNA encoding Schizosaccharomyces pombe a-glucosidase was cloned, and expressed in Saccharomyces cerevisiae. The deduced amino acid sequence categorized under the α-glucosidase family II showed a high homology to those of a-glucosidase from molds, plants and mammals. By site direct mutagenesis, Asp481, G1u484, and Asp647 residues were confirmed to be essential in the catalytic reaction. The carboxyl group (-COON) of the Asp647 residue was for the first time pointed out to be the candidate of proton donor in the a-glucosidase of family II. The carboxylate group (-COO-) of the Asp481 residue was assumed to be the secondary carboxylate group, which stabilize the oxocarbenium ion through electrostatic interaction, and the Asp481 was considered to be modified by the chemical modification with conduritol B epoxide. The role of the G1u484 residue, which was the third residue, was presumed to be to fix the reaction intermediate of substrates.
  • 3種のミツバチα-グルコシダーゼアイソザイムの構造と機能
    西本 完; 森 春英; 木村 淳夫; 千葉 誠哉
    応用糖質科学 : oyo toshitsu kagaku = Journal of applied glycoscience, 49, 2, 191, 197, 日本応用糖質科学会, 2002年04月01日
    日本語, The genes of three a-glucosidases (HBG I, HBG II and HBG III) were isolated from the cDNA library of honeybee, Apis mellifera L. The nucleotide sequences of HBG I, II and III were consisted of 1974, 1910 and 1916 base pair and encoding 588, 580 and 567 amino acid residues, respectively. The putative primary structures showed high homology ranging from N- to C-terminals, and three enzymes belonged to a-glucosidase family I, in which four conservative regions of aamylase family were observed in their sequences. To obtain the recombinant enzymes, we tried to express the cDNAs in Pichia pastoris of heterologous host cells. Although recombinant HBG I was not produced, the recombinant HBG II and III of 2.4 and 1.2 U/mg were respectively expressed and secreted into culture supernatant. The active recombinant enzymes purified had the same properties as those of native ones except sugar content. To investigate the catalytic residues in HBGs, four mutated enzymes (D206N, E259Q, E269Q and D33 1N) of HBG III were constructed, and their specific activities were found to be 0.0004, 4.9, 0.004 and 0.0002 U/mg, respectively. E259Q remained half activity of wild type and those of the others disappeared, implying that three catalyticresidues of HBGs were D212, E281 and D343 of HBG I, D202, E271 and D333 of HBG II, D206, E269 and D331 of HBG III. The homology modeling showed that three enzymes had Ndomain ((β/α)8 barrel), subdomain, and C-domain(β-sheet structure mainly) like oligo-l, 6-glucosidase from Bacillus cereus.
  • α-Glucosidase Mutant Catalyzes "α-Glycosynthase"-type Reaction(Biochemistry & Molecular Biology)
    OKUYAMA Masayuki; MORI Haruhide; WATANABE Kotomi; KIMURA Atsuo; CHIBA Seiya
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 66, 4, 928, 933, 2002年04月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Nishimoto M, Mori H, Kimura A & Chiba S, "Study on Three a-Glucosidase Isozymes from Honeybee, Apis mellifera L." J. Appl. Glycosci., 49(2) 191-197, 2002.
    2002年
  • Okuyama M, Mori H, Kimura A & Chiba S, "Catalytic Amino Acid Residue Providing Proton Donar in alpha-Glucosidase Family II" J.Appl.Glycosci., 49(2) 211-219, 2002
    2002年
  • Svensson B, Sauer J, Mori H, Jensen MT, Bak-Jensen KS, Kramhoft B, Juge N, Nohr J, Greffe L, Framdsem TP, Palcic MM, Williamson G, and Driguez H, "(Gluco)amylases, what have we learned so far ?" Carbohydrate Bioengineering, 67-75, 2002.
    2002年
  • Kinetic Studies on Substrate Specificity and Active Site of .BETA.-D-Glucosidase F1 from Streptomyces sp.
    福田 健二; 白川 康; 森 春英; 奥山 正幸; 木村 淳夫; 尾崎 八郎; 米山 道男; 千葉 誠哉
    Journal of Applied Glycoscience, 49, 3, 265, 272, 日本応用糖質科学会, 2002年
    英語, The substrate specificity and the active site of β-D-glucosidase F<SUP>-1</SUP> (Mr, 50, 000; optimum pH, 5.5) purified from a Streptomyces sp. were kinetically investigated. The β-D-glucosidase showed a broad substrate specificity for synthetic glycosides and disaccharides having β-glycosidic linkage, but the former was more favorable substrate than the latter. The enzyme was characterized by the ability to hydrolyze rapidly not only ρ-nitrophenyl β-glucoside (K<SUB>m</SUB>, 0.72 mM; k<SUB>0</SUB>, 63 s<SUP>-1</SUP>) but also ρ-nitrophenyl β-fucoside (K<SUB>m</SUB>, 0.19 mM; k<SUB>0</SUB>,...
  • (Gluco)amylases, what have we learned so far?
    B Svensson; J Sauer; H Mori; MT Jensen; KS Bak-Jensen; B Kramhoft; N Juge; J Nohr; L Greffe; TP Frandsen; MM Palcic; G Williamson; H Driguez
    CARBOHYDRATE BIOENGINEERING: INTERDISCIPLINARY APPROACHES, 275, 67, 75, 2002年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • Purification and identification of the essential ionizable groups of honeybee, Apis mellifera L., trehalase
    JH Lee; M Tsuji; M Nakamura; M Nishimoto; M Okuyama; H Mori; A Kimura; H Matsui; S Chiba
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 65, 12, 2657, 2665, 2001年12月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Brevibacterium fuscum var. dextranlyticum 0407 株由来α-グルコシダーゼ様遺伝子の単離と配列分析
    水野 隆文; 森 春英; 西本 完; 伊藤 浩之; 松井 博和; 木村 淳夫; 本間 守; 千葉 誠哉
    応用糖質科学 : oyo toshitsu kagaku = Journal of applied glycoscience, 48, 3, 287, 291, 日本応用糖質科学会, 2001年07月01日
    英語, Brevibacterium fuscum var.dextranlyticum0407株のゲノミックライブラリーよりα-グルコシダーゼ様遺伝子(dexG)のクローニングを行いその配列を決定した。遺伝子はイソマルトトリオーデキストラナーゼ遺伝子(dexT)の5'末端側上流に隣在し、全長1725bpであった。本遺伝子産物は、そのアミノ酸配列からα-グルコシダーゼファミリーIに分類され、Bacillus属由来オリゴ-1、6-グルコシダーゼおよびStreptococcus mutans由来デキストラングルコシダーゼなどと高い相同性を示した。dexGのさらに上流に、糖質輸送に関わる膜タンパク質をコードすると推定される遺伝子群が存在し、dexG、dexTとともにデキストランの資化に関連する遺伝子オペロンを形成していると推定された。
  • Purification and Substrate Specificity of Honeybee, Apis mellifera L., α-Glucosidase III(Biochemistry & Molecular Biology)
    NISHIMOTO Mamoru; KUBOTA Masaki; TSUJI Masahisa; MORI Haruhide; KIMURA Atsuo; MATSUI Hirokazu; CHIBA Seiya
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 65, 7, 1610, 1616, 2001年07月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Isolation and Sequence of a Putative .ALPHA.-Glucosidase Gene from Brevibacterium fuscum var. dextranlyticum Strain 0407.
    水野 隆文; 森 春英; 西本 完; 伊藤 浩之; 松井 博和; 木村 淳夫; 本間 守; 千葉 誠哉
    Journal of Applied Glycoscience, 48, 3, 287, 291, 日本応用糖質科学会, 2001年
    英語, A putative α-glucosidase gene was isolated from the genomic library of Brevibacterium fuscumvar. dextranlyticum strain 0407. The gene, designated dexG, was located upstream of isomaltotriodextranase gene (dexT). The dexG contained an open reading frame of 1725 bp, and its deduced amino acid sequence (DexG) showed a high homology with the enzymes belonging to α-glucosidase Family I and I-like, especially oligo-l, 6-glucosidase from Bacillus sp. and dextran glucosidase from Streptococcus mutans. The DexG has four conserved regions shared with aamylases. In the cloned genomic fragment there we...
  • Molecular cloning of isomaltotrio-dextranase gene from Brevibacterium fuscum var. dextranlyticum strain 0407 and its expression in Escherichia coli
    T Mizuno; H Mori; H Ito; H Matsui; A Kimura; S Chiba
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 63, 9, 1582, 1588, 1999年09月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • 酵母α-グルコシダーゼの存在部位の解析
    佐伯 雄史; 奥山 正幸; 森 春英; 木村 淳夫; 千葉 誠哉
    応用糖質科学 : oyo toshitsu kagaku = Journal of applied glycoscience, 45, 3, 281, 283, 日本応用糖質科学会, 1998年08月31日
    英語
  • トラマメ(Phaseolus vulgaris L.)発芽子葉α-アミラーゼcDNAのクローニング
    森 春英; 小林 哲也; 殿川 隆志; 立松 あゆみ; 松井 博和; 木村 淳夫; 千葉 誠哉
    応用糖質科学 : oyo toshitsu kagaku = Journal of applied glycoscience, 45, 3, 261, 267, 日本応用糖質科学会, 1998年08月31日
    英語
  • トラマメ登熟種子中におけるアミラーゼおよび枝つけ酵素
    野崎 功一; 松井 博和; 殿川 隆; 森 春英; 伊藤 浩之; 本間 守; 千葉 誠哉
    応用糖質科学 : oyo toshitsu kagaku = Journal of applied glycoscience, 45, 2, 117, 122, 日本応用糖質科学会, 1998年06月30日
    英語
  • A Catalytic Amino Acid and Primary Structure of Active Site in Aspergillus niger α-Glucosidase
    KIMURA Atsuo; TAKATA Masuhiro; FUKUSHI Yukiharu; MORI Haruhide; MATSUI Hirokazu; CHIBA Seiya
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 61, 7, 1091, 1098, 1997年07月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • テンサイα-グルコシダーゼの基質特異性と全一次構造
    松井 博和; 岩波 俊介; 伊藤 浩之; 木村 淳夫; 森 春英; 本間 守; 千葉 誠哉
    応用糖質科学 : oyo toshitsu kagaku = Journal of applied glycoscience, 44, 2, 245, 252, 日本応用糖質科学会, 1997年06月30日
    日本語
  • Aspergillus niger結晶α-グルコシダーゼの一次構造と糖鎖
    木村 淳夫; 高柳 勉; 森 春英; 松井 博和; 魚住 武司; 千葉 誠哉
    応用糖質科学 : oyo toshitsu kagaku = Journal of applied glycoscience, 44, 2, 233, 243, 日本応用糖質科学会, 1997年06月30日
    日本語
  • テンサイα‐グルコシダーゼの基質特異性と全一次構造
    松井博和; 岩波俊介; 伊藤浩之; 木村淳夫; 森春英; 本間守; 千葉誠哉
    応用糖質科学, 44, 2, 245-252, 1997年06月
    日本語
  • Aspergillus niger 結晶α‐グルコシダーゼの一次構造と糖鎖
    木村淳夫; 高柳勉; 森春英; 魚住武司; 千葉誠哉; 松井博和
    応用糖質科学, 44, 2, 233-243, 1997年06月
    日本語
  • Cloning and Sequencing of a cDNA Encoding α-Glucosidase from Sugar Beet
    MATSUI Hirokazu; IWANAMI Shunsuke; ITO Hiroyuki; MORI Haruhide; HONMA Mamoru; CHIBA Seiya
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 61, 5, 875, 880, 1997年05月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Identification of Essential Ionizable Groups in Active Site of Aspergillus niger αα-Glucosidase
    KIMURA Atsuo; SOMOTO Akishige; MORI Haruhide; SAKAI Osamu; MATSUI Hirokazu; CHIBA Seiya
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 61, 3, 475, 479, 1997年03月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Molecular cloning and nucleotide sequences of cDNA and gene encoding endo-inulinase from Penicillium purpurogenum
    S Onodera; T Murakami; H Ito; H Mori; H Matsui; M Honma; S Chiba; N Shiomi
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 60, 11, 1780, 1785, 1996年11月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Brevibacterium fuscum var. dextranlyticum由来イソマルトトリオデキストラナーゼの諸性質の再検討
    水野 隆文; 松井 博和; 伊藤 浩之; 森 春英; 木村 淳夫; 本間 守; 千葉 誠哉
    応用糖質科学 : oyo toshitsu kagaku = Journal of applied glycoscience, 43, 3, 347, 353, 日本応用糖質科学会, 1996年08月31日
    英語
  • トラマメ(Phaseolus vulgaris L. cv Toramame)発芽子葉α-Amylaseの基質特異性とサブサイト親和力
    森 春英; 立松 あゆみ; 斎藤 明子; 松井 博和; 木村 淳夫; 千葉 誠哉
    応用糖質科学 : oyo toshitsu kagaku = Journal of applied glycoscience, 42, 4, 387, 394, 日本応用糖質科学会, 1995年12月01日
    英語
  • Chemical Modification and Amino Acid Sequence of Active Site in Sugar Beet α-Glucosidase
    Iwanami Shunsuke; Matsui Hirokazu; Kimura Atsuo; Ito Hiroyuki; Mori Haruhide; Honma Mamoru; Chiba Seiya
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 59, 3, 459, 463, 1995年03月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • A sialic acid-binding lectin from the mashroom Hericium erinaceum.
    Kawagishi H; Mori H; Uno A; Kimura A; Chiba S
    FEBS Lett, 340, 1, 56, 58, 1994年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • STARCH-HYDROLYZING ENZYMES IN GERMINATING KIDNEY BEAN
    H MORI; A TATEMATSU; H MATSUI; T TAKAYANAGI; M HONMA; S CHIBA
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 56, 9, 1499, 1500, 1992年09月
    英語
  • NUCLEOTIDE AND DERIVED AMINO-ACID-SEQUENCE OF A CATALASE CDNA ISOLATED FROM RICE IMMATURE SEEDS
    H MORI; K HIGO; H HIGO; Y MINOBE; H MATSUI; S CHIBA
    PLANT MOLECULAR BIOLOGY, 18, 5, 973, 976, 1992年03月
    英語
■ その他活動・業績
■ 主な担当授業
  • 応用微生物学特論, 2024年, 修士課程, 農学院
  • リーダーシップ学総論, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 大学院共通授業科目(一般科目):自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 食品安全・機能性開発学特論, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 食品安全・機能性開発学特論演習, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 一般教育演習(フレッシュマンセミナー), 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 化学概論, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 生物化学Ⅰ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 生物化学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 生物化学Ⅲ, 2024年, 学士課程, 農学部
■ 所属学協会
  • 日本農芸化学会
  • 日本応用糖質科学会
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 加リン酸分解酵素の飛躍的多様化に向けた分子加工法の開発
    科学研究費助成事業
    2019年06月28日 - 2022年03月31日
    森 春英
    加リン酸分解酵素に関し,新規活性の探索,機能構造相関解析,および糖質合成を実施した.新規酵素としてGlcβ1-3Gal特異的な酵素を見出し,新たな代謝経路の可能性と実用的な同二糖合成法を示した.澱粉加水分解酵素群のマルトシドホスホリラーゼでは,基質特異性などの解析に加え,加リン酸分解と糖転移の反応機構に基づく評価,加水分解を加えた3活性の寄与残基の特定を実施した.改変により糖転移や加水分解に偏る残基の特定など,関連加水分解酵素等への加リン酸分解活性付与に向けた機能構造相関の基盤的知見が得られた.また本酵素の利用による分岐鎖の伸長した不溶性のα-グルカン多糖が合成された.
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 19K22263
  • 糖質の多様化高機能化に向けた酵素法アプローチの新展開
    科学研究費補助金(基盤研究(B))
    2018年04月 - 2021年03月
    森 春英
    文部科学省, 研究代表者, 競争的資金
  • アジア熱帯域、特にタイにおける「スクロース・ワールド」構成メンバーの調査研究
    科学研究費助成事業
    2009年 - 2012年
    木村 淳夫; 森 春英
    植物が光合成で作る同化澱粉は、ショ糖に転換される。植物はショ糖を色々な組織から分泌し、微生物や昆虫など(環境生物)とクロストークするが、最近、その量が膨大であることが分った(この系を「スクロース・ワールド」と仮称)。本研究の目的は、花や根を対象にスクロース・ワールドのメンバー(環境生物と酵素)を調査することであり、特に糖質に着眼した研究を光量の大きなタイで行った。その結果、根から放出されたショ糖に関し「ショ糖→多糖→二次・三次転換体」に関わる菌株や酵素を明らかにできた。花バチやミツアリについては「ショ糖→蜜・オリゴ糖」の生成酵素を調べた。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21405020
  • 1残基のアミノ酸置換で「糖質分解酵素を多糖合成酵素に変換」する現象の分子機構
    科学研究費助成事業
    2008年 - 2009年
    木村 淳夫; 森 春英; 奥山 正幸
    1残基のアミノ酸置換で「多糖の加水分解酵素(デキストラナーゼ)を合成酵素に転換できる現象」を見出した。この反応機構を分子解析することが、本申請の目的である。このような合成反応は例がなく、世界で初めての現象である。また、産業利用への発展にも期待したい。この残基は触媒アミノ酸と考えられる。本現象は試験管内の観察であるが、このような点突然変異した酵素が実際に生物で機能している可能性を得た。進化の過程においてアミノ酸置換は容易に生じ、1つのアミノ酸を変異させることで酵素分子を「加水分解→合成」にする戦略は、進化的に効率が良い。この戦略の検証も本申請の目的である。本年度は次の結果を得た。多糖合成の分子解析(デキストラナーゼ):1)酵素の結晶化と立体構造解析:昨年度に大量精製した親酵素とGly置換体を用いて結晶化条件を検討した。良好な結晶化条件を確定でき、X線構造解析を進行中である。2)他のアミノ酸による変異酵素:Asp→Gly置換体が合成反応を示したが、より効率の良いアミノ酸置換も想定されたため、他の残基への点変異を試みた。その結果、Gly置換体が最も高い反応効率を与えた。Glyは最もサイズの小さな残基であり、Asp→Gly置換で生じた大きな空間が重要と考えられた。すなわち、このサイズの大きい空間に陰イオンが侵入し合成反応が進行したと考えられた。3)陰イオンの解析:アザイドイオンが最も反応効率の良い陰イオンであった。従って本イオンのサイズ・強度が合成反応に最適であることが分かった。反応の至適pHを確定でき、pK_a値に大きな変化がないと予想できた。4)生成物の構造解析:生成多糖はデキストラン様の構造であった。触媒残基の変異酵素の解析(ウニ酵素):5)遺伝子の発現:酵素遺伝子の異種宿主発現を行った。酵素蛋白質は封入体を形成せず発現しているが、塩存在下であっても酵素活性が極めて低かった。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 20658025
  • 加水分解酵素の逆反応促進技術の開発と新規オリゴ糖合成への応用
    科学研究費補助金(基盤研究(C))
    2007年 - 2008年
    森 春英
    トレハラーゼはトレハロースを加水分解する.本研究では, トレハラーゼ改変酵素と特殊化合物(βフッ化グルコース)を用いて, 加水分解の逆反応によりトレハロースを高効率で合成させることに成功した.変異酵素として, 塩基触媒変異体, および塩基触媒および加水分解の基質の水分子に影響を与えるアミノ酸残基変異体を用いた.何れも反応速度は野生型に比べ低下したが, 特に, 後者の合成効率が高く, 60%程度の収率を示した.
    文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 19580102
  • 異なる反応を示す糖質酵素の新規な立体構造に基づく分子解析と応用
    科学研究費助成事業
    2005年 - 2007年
    木村 淳夫; 森 春英; 奥山 正幸
    近年の糖質酵素の分類は、構造の類似性からなされる。研究対象は、α-グルコシダーゼと相同する酵素グループであり、産業界で重要な酵素が属する。すなわちα-グルコシダーゼ、グルカンリアーゼ、環状4糖合成酵素とα-キシロシダーゼであり、4つの反応(加水分解・糖転移・環状化・脱離反応)を触媒する。 本研究の目的は、我々が解析した本グループの立体構造に基づき、多様な反応の分子機構を明らかにし、得られた知見を応用研究に結びつけることにある。具体的には、X線解析法で得られた酵素-基質の分子認識を検討し、基質とアミノ酸の相互作用を解明;触媒アミノ酸の置換酵素の反応を解析し、触媒残基の機能を究明;4酵素は構造が類似するが全く異なる作用を示すので、個々の反応を発揮させる構造因子を解明;得られた知見から産業に重要な酵素を作製、である。
    本研究で得られた成果を述べる。(1)酵素-基質の立体構造から、α-キシロシダーゼの反応に重要なアミノ酸残基を予想した。その予想に基づいたアミノ酸置換をα-キシロシダーゼに行い、α-キシロシダーゼ活性を消失させ、α-グルコシダーゼ活性を発現させることに成功した。(2)解離型とプロトン化型の触媒基を決定し、機能を究明した(中間体安定とグルコシド結合切断)。(3)転移環状化と脱離反応の2つの作用は、反応中間体に水分子が攻撃(加水分解)しないことで生じると仮定し、加水分解型の酵素であるα-グルコシダーゼの触媒水(水解反応の水分子)を除去するようなアミノ酸変異を導入した。変異酵素は加水分解活性を失い転移作用のみを示すことが認められ、転移環状化と脱離の反応機構に関し初発ステップを実証できた。残り半分[分子内転移(環状化)と基質C2水素の引抜(脱離)]の解析が期待される。(4)α-グルコシダーゼのサブサイト+1にあるアミノ酸に変異導入すると、糖転移の結合生成能が変わり、新規な転移能力を示す酵素が得られた。有用なオリゴ糖の調製に成功した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 17380060
  • 変異酵素法によるα型オリゴ糖合成の新技術の開発
    科学研究費補助金(基盤研究(C))
    2005年 - 2006年
    森 春英
    本申諸研究は,糖質加水分解酵素α-グルコシグーゼとその関速酵素を利用して,α型オリゴ糖の合成に適した新たなグリコシレーションテクノロジーの開発を目的とした.開発技術は具体的に次の2点,1)酵素の糖転移酵素化,2)特異性の改変,である.第1点により効率的なオリゴ糖合成マシーナリーを獲得し,第2点により合成オリゴ糖を多様化できる.得られた研究成果は以下の通りである.1.転移酵素化:オオムギa-アミラーゼ,Streptococcus mutansデキストラングルコシダーゼ,枯草菌由来オリゴ-1,6-グルコシグーゼ,などの酵素の触媒に必煩であり高度に保存されたアミノ酵残基の改変酵素を作製し,合成反応に使用した.反応条件の最適化により,一例として,有機合成したα型フッ化グルコースとマルトースから,三糖パノースを合成するシステムを開発した.野生型酵素で収率16%に対して,本システムでは71%と高い収率を示した.本システムに使用する変異酵素は加水分解活性を示さないので,安定的に高収率を得られる点に特徴がある.2.特異性の改変:基質特異性の改変酵素を作出した.デキストラングルコシグーゼでは,得られた立体構造のデータも併せて,基質の鎖長特異性,結合特異性(α1,6結合からα1,4結合へ)の変換に成功した.大腸菌YicIでは,キシロシドからグルコシドヘ特異性を改変した.3.その他,多様な酵素を得...
    文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 17580076
  • 触媒アミノ酸を置換した酵素が、発揮する新たな機能とその応用
    科学研究費助成事業
    2004年 - 2005年
    木村 淳夫; 森 春英; 奥山 正幸
    糖質の加水分解酵素は、2つの酸性アミノ酸(AspやGlu)を触媒残基とし、それぞれが-COO^-と-COOHの荷電状態を形成し、協奏的に加水分解を触媒する。応用性の高い糖転移作用も示すが、分解と転移は2つの酸性アミノ酸でなされ分割できない。最近、α-グルコシダーゼにある-COO^-型の触媒基であるAspをCysに置換した。本酵素(Asp→Cys)には活性はないが、温和な酸化で活性を発揮した。Cysの-SHが酸化され-SOOHとなり、活性中心内で-SOO^-に解離し-COO^-の代わりを行うと考えている。この酵素は分解能を失い、糖転移能が上昇し95%の収率を与えた。本研究の目的は、-SOO^-酵素に見出された「非分解・高転移」の現象を解析することである。具体的には、1)酸化したCys残基の構造決定、2)糖転移反応の解析、3)他の酵素を合成酵素にする先駆けとして、触媒基を-SOO^-にした糖質酵素の構築と機帯解析、である。計画は順調に進行し、1)と2)が完了した。本年度は、この現象の応用を図るために3)の課題を中心に研究を進行させた。レバン合成酵素とキチン分解酵素を取り上げ、触媒残基をCysに置換し、酸化処理を行った。両酵素のCys変異体には活性がなかったが、穏やかな酸化により活性が回復した。導入したSH基が-SOOHに変化したことを確認した。Cys酸化酵素は、親酵素と異なる性質を示した(レバン合成酵素:至適pHや転移作用の変化、キチン分解酵素:至適pHや協同性の変化)。
    日本学術振興会, 萌芽研究, 北海道大学, 16658136
  • アジア原産ミツバチのショ糖分解酵素の分子機構に関する調査
    科学研究費助成事業
    2004年 - 2005年
    木村 淳夫; 森 春英; 奥山 正幸
    我々は、西洋ミツバチを対象に蜂蜜生成のキー酵素であるショ糖分解酵素(α-グルコシダーゼ)を研究してきた。その理由は「蜂蜜の生成が極度に高い基質濃度・生成物濃度(85%)の条件」で行われるからである。その結果、異常な反応条件に適応した3つの酵素を見出した。研究の最終の到達地点は、1)ミツバチ属における蜂蜜生成の分子機構を究明、2)活性化を招くアロステリック構造を決定、である。しかし、蛋白構造の比較対象がないため作業は難航しており、アジア原産ミツバチの酵素データに期待している。本申請の目的は、タイ・韓国の4種ミツバチについて、A)基質・生成物-活性化型のアロステリック酵素が存在すること;B)各ミツバチ種が行う蜂蜜の生成機構の特徴を比較;C)アイソザイム発現に時空間制御があることの確認、を調査することである。
    アジア原産ミツバチは、西洋ミツバチと同様に3酵素あるは2酵素が存在することを調査できた。特に、東洋ミツバチについては3つの酵素をクロマト操作により分離に成功し、アロステリック酵素の照合(基質に対する活性化から判定)を行った。現在は活性化の分子解析を計画している。これらの3アイソザイムの発現に関し、時空間制御を示唆する結果を得た。小ミツバチにも基質活性化型酵素とさらにもう2種の酵素を確認できた。両ミツバチの蜂蜜にも活性があり、東洋ミツバチでは成虫酵素の1つと一致するデータを得た。クロ小ミツバチと大ミツバチの蜂蜜中にも活性があり、成虫酵素との照合を行った。これらには2種の酵素が存在する可能性が高い。本調査の解析から3アイソザイム系と2アイソザイム系の2タイプに分類できる結果を得た。本研究とは別個に行ったマル花バチの実験では2アイソザイム系を支持し、さらなる解析を行うことは花バチのショ糖分解システムの究明に重要である。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 16405025
  • 触媒アミノ酸の変異により新しい機能を獲得したグリコシラーゼの研究
    科学研究費助成事業
    2002年 - 2004年
    木村 淳夫; 森 春英; 奥山 正幸; 玖村 朗人
    グリコシラーゼは糖質のグリコシド結合を加水分解する酵素の総称である。これらの酵素は加水分解の他に、基質のグリコシド残基をアクセプターに転移する反応(糖転移反応)を示す。転移反応は応用性が高く、i)清涼飲料水などの食品に含まれる機能性オリゴ糖の生産やii)多彩な生理活性をもつ複合糖鎖の合成に利用されている。しかし、加水分解と糖転移反応は切り離すことはできず、同時に進行する。従って、転移糖の生成条件であっても基質の加水分解が行われ、かつ、転移反応の生成物も分解されてしまう。我々は、グリコシラーゼの構造と機能を解析してきた。この研究過程で糖転移反応のみを抽出できる現象を見出した。本課題の目的は、本現象の機構を分子解析し応用に結びつけることであり、成果を以下に示す。1)対象としたグリコシラーゼについて自殺基質の手法で求核残基を推定後、本残基の点置換酵素(合成酵素)を発現・精製した。フルオライド基質について合成法を確立させ、大量調製を行った。得られた合成酵素は、いずれも分解活性を示さず、フルオライド基質とアクセプター基質を合成させる反応のみを行った。合成の至適pHはアルカリ側へシフトし、本現象は一般的に観察された。アクセプター特異性を調べたところ、アリールなどの疎水基を有する合成配糖体が最も高い収率を与えた。これは、サブサイト+2による疎水グループへの認識能が高いことを意味している。2)「歪み発生のアミノ酸変異酵素」を作製・精製・性質解析を行い、オリゴ糖合成試験を行った。収率が低いことが判明したので、反応条件を検討し、基質濃度の変化に効果を認めた。また、有機溶媒の添加も有効であったが、高濃度では活性低下が生じた。有機溶媒に耐性な糖質分解酵素が得られているので、これを歪み発生型酵素にするような発展研究を行いたい。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 14360043
  • グリコシダーゼの分子機構および分子進化に関する研究
    科学研究費補助金(基盤研究(B))
    2000年 - 2002年
    千葉 誠哉; 森 春英; 森 春英; 木村 淳夫; 福士 幸治
    本研究は、α-グルコシダーゼが一次構造・基質認識を異にする2つのファミリー(I型とII型)からなること(収斂進化)、さらに各々の相同酵素が存在すること(発散進化)に着目した。この事実は、両ファミリーの構造・機能に関する知見が、他のグリコシダーゼに適用できることを暗示している。本課題の目的は、ファミリー間の基質認識・機作の相違をアミノ酸レベルから分子解剖し、得た知見を相同酵素に発展させることである。1)I型酵素に自殺酵素法と点突然変異法を適用させ、解離型の触媒基を含む3つの触媒アミノ酸の推定に成功した。II型酵素においても同手法で解離型触媒基を決定し、さらにプロトン供与型の触媒残基を初めて明らかにした。II型酵素の相同酵素であるα-キシラナーゼの遺伝子発現に成功した。前述の触媒基が作動していると判断された。2)II型酵素において、基質のグリコンやアグリコンの認識を行う数個のアミノ酸を解明した。グリコンの水酸基への認識を解析するため、各々の水酸基のデオキシ基質を合成した。II型酵素のみが2-デオキシ基質に作用できた。グルカール水和反応の相違(II型のみが水和)からも2位水酸基の認識が両酵素群で異なることが推定できた。I型酵素と相同のα-アミラーゼにおいて基質結合に重要なMet残基を決定した。3)立体構造が未知のII型酵素の結晶を得た。4)C-1水素を重水素にした基質を合成し、同位...
    文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 12460035
  • 活性中心の改変による新しいグリコシラーゼの作製
    科学研究費助成事業
    2001年 - 2001年
    木村 淳夫; 森 春英
    α-グルコシダーゼは、α-グルコシド結合をもつ基質に作用し、グルコースを遊離させる酵素である。転移反応では、α-グルコシル基を移し、有用な二糖類であるイソマルトースやニゲロースが工業的に生産されている。本酵素は、一次構造や基質認識が異なる2つのグループ(ファミリーIとII)に分類できる。触媒反応は、2つのカルボキシル基(_-COO^-と_-COOH)でなされ、この点では両ファミリーともに共通である。我々は、ファミリーI・II酵素の触媒残基(酸性アミノ酸)を自殺基質法や点突然変異法で決定した。II型酵素の_-COO^-である触媒基AspをAsn・Ala・Glyに置換した変異酵素は、加水分解反応を触媒できないが、活性中心の構造に大きな変化はない。最近、我々は触媒基AspのGly組換え酵素に糖転移活性が存在することを見い出した。本変異酵素は糖転移のみを一方的に行い、転移生成物を分解しない。本研究の目的は、新しく見い出されたこの現象を解析することであり、次に示す研究成果が得られた。(1)Asp→Ala酵素では本現象が認められず、Asp→Gly酵素のみが本反応を触媒した。Alaより小さなアミノ酸残基への置換が有効であった。(2)β-グルコシルフルオリドが第一基質となったが、α-グルコシルフルオリドでは反応が生じなかった。野生型酵素はα-型基質に作用するので、変異酵素の基質認識は逆転していた。従って、反応機構は縮合であると考えられた。(3)第二基質には、p-ニトロフェニル(PNPと略)α-グルコシド、α-キシロシド、α-マンノシドおよびβ-グルコシドが利用された。マルトースやPNPα-ガラクトシドには作用しなかった。PNPα-グルコシドの場合、約70%の高収率でPNPα-マルトシドとα-イソマルトシドが得られた。(4)現在、I型α-グルコシダーゼ、β-グルコシダーゼやα-ガラクトシダーゼについても本現象の解析を行っている。
    日本学術振興会, 萌芽的研究, 北海道大学, 13876018
  • 新しく見い出された"生成物固定化"現象の応用に関する研究
    科学研究費助成事業
    1998年 - 2000年
    木村 淳夫; 森 春英; 千葉 誠哉
    最近、見い出された"生成物の固定化"現象(不溶性多糖類の酵素分解時に生成物が多糖と共沈)には重要な利点がある(生成物を容易かつ低エネルギー下に回収できる。優良な低分子化合物を多糖類に包接できる)。本研究は、この現象自体の基礎的知見をさらに集積し、利用方法が未開発・低利用な多糖類の食品産業への応用を意図して計画され、次に述ベる研究成果が得られた。(1)セルロースi)セルラーゼを作用させ、生成物固定化現象を確認した(反応初期に約50-70%の生成物が基質とともに沈殿)。ii)沈殿中の生成物は、可溶性の短鎖オリゴ糖であった。iii)反応液にエタノールを加えると、沈殿中の生成物量が増加した。反応後にアルコール濃度を下げることで、沈殿画分からオリゴ糖を容易に回収できた。iv)本手法を用いて、オリゴ糖の調製を試みた。エタノール存在下で酵素分解を行い、上清を除き、沈殿物に水を加えることで鎖長の異なるオリゴ糖を得た。分離をゲル濾過法とHPLC法で行った。(2)キチンとキシランi)生成物固定化現象が認められたが、セルロースや澱粉粒の場合に比べ、高い保持量が得られなかった。ii)エタノール存在下や低温で処理すると、固定化量が向上した。(3)澱粉多孔体(包接体)i)分解酵素を各種植物起源の澱粉粒に作用させ、多孔体の調製を行った。起源により多孔体になるもの(コムギなど)とならないもの(馬鈴薯など)が存在した。ii)酵素量や処理時間で孔径の大きさを調節できた。iii)孔径の異なる多孔体を用いて、短鎖や長鎖のオリゴ糖に対する包接能を比較した。小孔径の多孔体は短鎖オリゴ糖を包接でき、長鎖のものは大孔径の多孔体に包接された。iv)アスコルビン酸は粒内部に移行・包接され、酸化から保護された。包接後、水溶液中に放置すると徐々に遊離し、大孔径の多孔体は保持率が低かった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 10556027
  • α-ガラクトフラノース構造をもつ新規N型糖鎖の分子機構
    科学研究費助成事業
    1998年 - 1999年
    木村 淳夫; 森 春英; 千葉 誠哉
    微生物には、哺乳動物や植物に見られないN-あるいはO-型糖鎖が存在する。が、その生物機能や生合成機構については解明されていない。本研究は、その新規なO-型糖鎖ならびに5員環ガラクトース(以下、Galfと略す)がα型で結合する新規なN-型糖鎖の生合成に関与する酵素(UDP-Galf合成酵素とGalf転移酵素)の解析を目的として行われ、以下に示す成果が得られた。1)Aspergillus nigerのα-グルコシダーゼに存在するO-型糖鎖の精製・構造解析を行った。本酵素を還元条件下でβ-エリミネーション反応によりO-型糖鎖を化学的に切り出し、ゲル濾過法と逆相HPLCで単離した。中性糖からなる5種類の糖鎖(単糖類と二糖類が1種ずつ、三糖類が3種)が精製された。ミリマス解析・単糖分析・エキソグリコジダーゼ処理・1Dや2D-NMRにより、単糖としてマンノース、2残基のマンノースがα-1,2-結合した二糖類、マンノ二糖類の構造にグルコースが分岐結合する三糖類(新規糖鎖)、分岐型と直鎖型のマンノトリオースであった(直鎖型は新規糖鎖)。 2)Aspergillus nigerのαグルコシダーゼから、Galf転移酵素の基質ならび生成物となる糖鎖を調製した。A.niger抽出液の UDP-Galf合成酵素とGalf転移酵素の活性は微弱であるため、菌体の培養条件を検討した。マルトースやデンプンの添加で糖化酵素(分泌蛋白)の誘導とともに両酵素活性も上昇した。菌体抽出の際に失活が大きいことが認められたが、界面活性剤の共存で特にGalf転移酵素酵素の安定化が認められた。各種クロマト操作で電気泳動的に単一ではないが、純度の高い標品を得た。アミノ酸配列解析を目指して両酵素の大量調製を行っており、得られた配列から遺伝子の単離を図りたい。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 10660068
  • デキストラン合成・分解酵素の構造と機能および応用に関する国際共同研究
    科学研究費助成事業
    1998年 - 1999年
    千葉 誠哉; 森 春英; 木村 淳夫; KIM Doman; ROBYT John F
    200nm以下の紫外線は高度な真空が要求され(真空紫外線)、微生物変異への利用が困難であった。近年、共同研究者のKim準教授は技術的問題を克服し、デキストラン合成酵素の生産株を変異させ、酵素高発現に成功した。一方、デキストランとその短鎖オリゴ糖は多彩な生理機能を示す。本研究は、デキストラン合成・分解酵素の構造と機能の関係究明ならびに合成・分解酵素を利用したデキストランや短鎖オリゴ糖の生産研究を最終目的とした国際共同研究であり、以下の成果が得られた。(1)変異株は合成酵素生産能を上昇させ、ショ糖誘導能の欠損を示した。酵素遺伝子を単離後、塩基配列を解析し、プロモータ領域に変異を見い出した。この変異は酵素高発現あるいはショ糖誘導欠損に関与する可能性が考えられた。(2)イソマルトトリオ-デキストラナーゼ遺伝子を単離した。上領域にはα-グルコシダーゼ遺伝子が存在し、同一プロモーターに支配されるクラスター構造を形成していた。本酵素遺伝子を大腸菌で大量発現させた。(3)変異株から高発現する合成酵素を用いてデキストランを大量に調製した。本糖の分岐構造を温和な酸処理で切断した。イソマルトトリオ-デキストラナーゼを作用させ、直鎖三糖類であるイソマルトトリオースの生産条件を決定した。(4)デキストランから四糖類の生成酵素を精製した。安定性などの性質を調べ、基質特異性や生成物の解析を行った。精製酵素をデキストランに作用させると、四糖類のみならず五-八糖類も調製でき、より長鎖のオリゴ糖を獲得できることが見い出された。(5)デキストラン分解酵素に対する新規なmechanism-based inactivatorのデザイン・合成を行い、自殺基質的に酵素を失活させていることを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 10044190
  • 動物、植物、微生物起源α-グルコシターゼの構造と基質認識に基づく分子進化
    科学研究費助成事業
    1997年 - 1999年
    千葉 誠哉; 森 春英; 木村 淳夫
    本研究は、糖代謝に重要な役割を担うα-グルコシダーゼの基質認識や構造を総合的に解析し、"大きく2つのファミリー(ファミリーIとII)に大別できること"の実証を意図したものである。両グループの触媒部位構造の詳細な解析も行い、反応機作の究明も目的に加えた。1.植物酵素のうち、ソバ、イネ、テンサイのものについて、遺伝子単離に成功した。アミノ酸一次配列を決定し、典型的なファミリーIIの酵素であることが認められた。基質認識もこれと符合する。単・双子葉植物起源の酵素は、いずれもII型であることが判明した。2.動物酵素は、ミツバチに関して遺伝子単離を終了させた。I型の基質認識を示すものであり、構造もこれを支持する。ブタ血液酵素に関しては活性解離基(カルボキシル基)を調べた。部分アミノ酸配列からファミリーII型酵素であると推定した。3.微生物酵素のうち、好熱性Bacillus属酵素は、基質認識とN末端アミノ酸配列からファミリーIに属すと考えられた。速度論的解析からカルボキシル基が活性解離基であることを見い出した(至適pHは中性域にあり、His残基の関与が報告されていたが、カルボキシル基であった)。分裂酵母の酵素は遺伝子の単離に成功した。推定されたアミノ酸一次配列からII型であることを確認した。構造中にI型ファミリーの活性部位配列があったので、点突然変異法で検討した。いずれの変異体も活性を有し、これらの配列は機能していない。グルコアミラーゼと報じられているSchanniomyces ocidentalis酵素はα-グルコシダーゼであった。エドマン法で解析したアミノ酸配列から、II型ファミリーに属すと考えられる。4.本計画の知見からα-グルコシダーゼは二つのファミリーに分類可能と思われる。これらの結果から、α-グルコシダーゼの収斂進化(異なる祖先蛋白から別々な進化を行い、生物機能が同一の蛋白になる)が予想された。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 09460041
  • 双子葉植物α-amylaseの細胞内局在性とそれに関与する因子の同定
    科学研究費補助金(奨励研究(A))
    1997年 - 1998年
    森 春英
    双子葉植物であるPhaseolus vulgarisにおいて、α-amylaseにアイソザイムは存在せず、発芽子葉と緑葉において同一の酵素が発現する。この同一のタンパク質が器官特異的な因子により異なる細胞内オルガネラに標的されている可能性を確認するために、まずPhaseolus vulgarisにおいてα-amylaseの細胞内局在性の確認と、発現制御の観点から遺伝子のクローニングを行った。(1) Phaseolus vulgarisにおける細胞内局在性の確認:Phaseolus vulgaris緑葉および発芽子葉における酵素の細胞内局在性を明らかにすることを目的に、ショ糖密度勾配法を用いた細胞内器官分画を行った。これにより、本酵素は子葉においてはプラスチド画分にあることが示唆され、一方緑葉においては少なくとも葉緑体画分に酵素は検出されなかった。さらに明確にするために、金コロイドによる免疫電子顕微鏡像を作製する。抗体を調製した。(2) Arabidopsisの形質転換(減圧浸潤法)をpBl121を用いて行った。また、pBl121上のGUSのN型糖鎖付加配列(-)の変異体GUS N356Sをレポーターに持つpBl124を創出した。これを用いて、本酵素上の器官特異的細胞内局在性因子を解析する。(3) α-Amylase遺伝子のクローニング:P.vulgans α-amylase遺...
    文部科学省, 奨励研究(A), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 09760062
  • 植物の栄養ストレス下における糖代謝およびストレス関連酵素
    科学研究費助成事業
    1995年 - 1995年
    松井 博和; 森 春英; 伊藤 浩之
    本研究では、低栄養素ストレス下でも期待する収量が得られるよう、栄養素の利用効率を高めた作物の作出が急務と考え、作物が多量に集積するデンプンに着目した。サイトウやイネを材料に、デンプン合成・分解に関わる酵素と、いわゆるストレス関連酵素であるperoxidaseについて得られた成果を概説する。
    1.デンプン枝付け酵素(Branching enzyme: BEと略)の精製と諸性質……トラマメ登熟種子よりBEを精製し、一般的な諸性質を明らかにした。本酵素はZn^<2+>やHg^<2+>などの金属イオンにより阻害されるばかりでなく、Ca^<2+>によっても強い阻害を受けた。N末端配列とプロテアーゼ消化による幾つかのペプチド断片の配列を解析したところ、イネおよびトウモロコシ起源のBEに高い相同性を示した。
    2.α-Amylaseの精製とcDNAの解析……トラマメ発芽期と登熟期のcDNA解析を行った。両者には3'末端側のpolyA部分のみに相違が認められた。一方、緑葉中のα-Amylaseを単一に精製し、発芽種子α-Amylaseと性質や一次配列が酷似していることを明らかにした。
    3.ストレス酵素Peroxidase遺伝子……イネperoxidaseをコードするprxRPN cDNAに対応する遺伝子(poxN)を単離し構造を解析した。さらに、プロモーター領域を5段階に削り込み、その下流にβ-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子を導入した各プラスミドを用いてタバコを形質転換し、得られた形質転換タバコ葉に幾つかの処理を施しGUS活性を測定した。
    日本学術振興会, 重点領域研究, 北海道大学, 07263202
  • ムタロターゼによる変旋光を応用したグルコースの新しし増収技術の開発
    科学研究費助成事業
    1993年 - 1995年
    千葉 誠哉; 森 春英; 伊藤 浩之; 木村 淳夫
    1.グルコアミラーゼの縮合本能速度の動的解析---本酵素の縮合反応を基質であるβ-グルコースを用い、二基質反応として取り扱い、速度パラメータを算出し、反応速度式を導いた。β-グルコースによる縮合反応系にα-グルコースを共存させれると、拮抗せず、反応促進がみられた。この現象を解析した結果、α-グルコースが本酵素の第一サブサイトに結合せず、専ら第二サブサイトに結合し、その親和力がβ-グルコースより強いことが判明した。一方、全グルコース濃度を一定にし、グルコースアノマーの様々な混合比率における縮合反応速度を測定したところ、βアノマーの比率が低いと速度が減少した。これは、基質であるβ-グルコースの濃度低下による速度減少効果の寄与がα-グルコースによる反応促進より大きいことを意味し、ムタロターゼの効果が期待された。
    2.ムタロターゼによる縮合反応の抑制とグルコース製造試験---30%β-グルコースに対するグルコアミアラーゼの縮合反応はムタロターゼの存在により30%低下した。現行のバッチ方式によるグルコース製造法に対し、ムタロターゼの効果を調べた。次に、グルコアミアラーゼ固定化カラムを作製し、ムタロターゼ存在下でマルトデキストリン(液化デンプンの代用)の送液・糖化試験をカラム内で行った。両試験ともに、ムタロターゼの共存によりグルコースの収量向上と縮合反応による二糖類生成量の低下が認められ、ムタロターゼの良好な効果を確認した。
    3.ブタ腎臓ムタロターゼの蛋白構造解析---本酵素の遺伝子取得と大量発現を意図し、アミノ酸配列の解析を行った。本酵素はN末端がブロックされていた。プロテアーゼ消化で得られたN末端閉塞ペプチドの配列をタンデム質量分析法で決定し、アセチル基によるブロックであることを明らかにした。
    日本学術振興会, 試験研究(B), 北海道大学, 05556011
  • 植物の栄養ストレス下における糖代謝酵素の生化学・分子生物学的解析
    科学研究費助成事業
    1994年 - 1994年
    松井 博和; 森 春英; 伊藤 浩之
    低栄養条件下でも期待する収量が得られるよう、栄養素の利用効率を高めた作物を作出する観点から、本研究ではイネ科およびマメ科作物の栄養利用効率の差異を明らかにし、炭素および糖代謝化合物分配系、澱粉合成関連酵素ならびにストレス一般に関わる幾つかの酵素について、生化学・分子生物学的に解析することを目的とし、以下の成果を得た。
    1。C-Nバランス酵素系:イネとダイズを標準培養液で水耕栽培し、種々の窒素条件下での呼吸速度を調べたところ、光呼吸および暗呼吸のいずれの速度をダイズの方が高かった。このような条件下における両作物のPEPCおよびSPS活性を測定したところ、窒素量とPEPC活性に相関が認められ、ダイズではいずれの活性もイネのそれら活性より低かったが、PEPC/SPSは高く、ダイズSPSはイネ酵素よりも窒素含有量に敏感には感応していないものと判断された。
    2。初期光合成産物の同定:作物に^<14>CO_2を10分間吸収させ、その直後と30分後の葉を採取し、^<14>Cの分配を調べた。その結果、イネでは糖画分に多く分配されるのに対し、ダイズでは有機酸やアミノ酸に多く分配された。
    3。澱粉合成時の酵素系:トラマメ登熟種子には少なくとも2種類のBranching Enzymeが存在することを明らかにした。DEAE-SepharoseおよびBio-Gel P-200を用いたクロマトグラフィーにより、その1つをSDS-PAGE的に単一に精製した。
    4。ストレス酵素系:peroxidase isozymesの発現誘導機構を明らかにする目的で、その遺伝子断片を単離し、構造を解析した。また、5^1上流プロモーター領域の解析を、レポーターとしてβ-glucuronidase(GUS)遺伝子を用いた形質転換タバコで行った。
    日本学術振興会, 重点領域研究, 北海道大学, 06271202
■ 産業財産権
  • エピメリ化活性を有するタンパク質
    特許権, 佐分利亘; 森春英; 飯塚貴久; 藤本佳則; 高木宏基
    特願2017-157664, 2017年08月17日
    特開2019-033702, 2019年03月07日
  • α-1,6-グルコシル転移活性を有する酵素
    特許権, 森春英; 佐分利亘; 金井研太; 相沢健太; 飯塚貴久; 竹地紀昭; 谷美生夏
    特願2018-028272, 2018年02月22日
    特許6417061
  • マンノオリゴ糖合成酵素およびこれを用いたマンノオリゴ糖の製造法
    特許権, 森春英; 佐分利亘; 伊吹昌久; 津村和伸; 吉田靖彦
    特願2017-032466, 2017年02月23日
    特開2018-134058, 2018年08月30日