Thesis (Ph.D. in  Agriculture)--University of Tsukuba, (A), no. 1340, 1995.3.2

Kaneko Satoshi

金子 哲

筑波大学University of Tsukuba博士（農学）Doctor of Philosophy in Agricultural Science1994【要旨】thesi

Kaneko, Satoshi

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金子, 哲

Tsukuba Repository  (Tulips-R)

Studies on substrate specificities of α-L-Arabinofuranosidases著者 Kaneko Satoshi内容記述 Thesis (Ph.D. in  Agriculture)--University ofTsukuba, (A), no. 1340, 1995.3.23発行年 1995URL http://hdl.handle.net/2241/4125　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1州　　　　　　　　　　かね　　　こ　　　　　　さとし氏名（本籍）　金子　哲（搦木県）学位の種類博士（農学）学位記番号　博甲第1，340号学位授与年月日　　平成7年3月23日学位授与の要件　　学位規則第5条第1項該当審査研究科　農学研究科学位論文題目　　STUD睨SONSUBSTRATESPEαF1C1T1ESOFα一L－ARAB1NOFURANOSIDASES　　　　　　　　　　　（α寸一アラビノフラノシダーゼの基質特異性に関する研究）主　査　　筑波大学教授　　　農学博士　　日下部　　　功副査　筑波大学教授　農学博士　村上和雄副　査　　筑波大学教授　　　農学博士　　山　口　　　彰副　査　　筑波大学助教授　　農学博士　　神　山　　　由論　　文　　の　　要　　旨　α一L一アラビノフラノシダーゼはヘミセルロースの末端に存在するアラビノースの結合を加水分解する酵素であり，微生物の植物病原性，植物細胞壁多糖の構造と機能，ヘミセルロースの利用，食晶等に関連して研究されてきたが，基質特異性に関する研究は少なく，未だ不明な点が多い。そこで，アラビノフラノシダーゼの基質特異性を詳細に調べることを目的とし，アラビノースを含む様々な基質に対する特異性を明らかにした。酵素はλ吹惚伽8雌鮒5－16，助6伽∫舳舳∫3－6，λ8卿g伽∫ω舳oγ〔F04033，∫肋舛閉μ∫肋∫励06ん例㈱og榊s065，λ．〃g鮒（Megazy㎜e社）由来のものを用いた。基質はアラビノキシラン，アラビノガラクタン，アラビアガム，アラビナン，アラビノキシロオリゴ糖床端にアラビノースを持つもの（AユX2），側鎖アラビノースを持つもの（A玉X3）とキシロシルァラビノースの結合を持つもの（A］X逐）1，アラビナンの基本構造であるメチルアラビノビオシド（〃1→2A∫，甘1→3甘，甘1→5甘）とメチルアラビノトリオシドlA∫1→5（甘1→3）甘1を用いた。まず，λ．犯蜘γ5－16の菌体内アラビノフラノシダーゼを精製し，特異性を明らかにした。この酵素はアラビナン，A1X2には作用したがラアラビノキシラン，アラビアガム，A玉X3，A玉X4には作用しなかった。次に，且舳舳83－6の酵素を精製し，特異性を明らかにした。この酵素はアラビ†ン，A1X2，A1X3には作用したが，アラビノキシラン，アラビアガム，アラビノガラクタン，AiX4には作用しなかった。∫．肋∫肋o伽㎝og㈱3065の酵素はA1X2にわずかに作用したが，A1X3，A1X雀には作用しなかった。λ．ω㈱o剛F04033の酵素はアラビナン，側鎖のないアラビナン，アラビノキシラン，アラビノガラクタン，AlX2，A】X3には作用したが，アラビアガム，AlX4には作用しなかった。λ．1也｛一一106一鮒（Megazy脇e社）の酵素はアラビナン，A1X2，A玉X3には作用したが，アラビノキシラン，アラビァガム，アラビノガラクタン，A至X4には作用しなかった。このことから，アラビノフラノシダーゼが基質に作用する際，少なくとも2通りの様式が存在する事が明らかとなった。1つは末端のアラビノースのみを加水分解するもの，2つ目は側鎖のアラビノースも加水分解するものである。　次にアラビナンの基本構造であるアラビノオリゴ糖に対する特異性を検討した。A．確脈5－16，R∫〃伽3－6，∫伽8肋06伽閉og㈱∫065の酵素はメチルアラビノビオシドを甘ユ→2甘＞〃ヱ→3甘＞柑1→5甘の順に加水分解し，また，メチルアラビノトリオシドの1→3結合を1→5結合より速く加水分解した。λ．ω㈱o剛F04033の酵素はメチルアラビノビオシドを〃1→5甘＞甘1→2V＞甘ユ→3〃の順に加水分解し，また，メチルアラビノトリオシドの1→3結合を1→5結合より速く加水分解した。λ．〃敏γ（Megazy醐e社）の酵素はメチルアラビノビオシドを〃！→5甘＞材1→2柑＞V1→3甘の順に加水分解し，また，メチルアラビノトリオシドの1→3結合，1→5結合をほぼ同様に加水分解した。この事から，アラビノ2糖の結合に対するアラビノフラノシダーゼの特異性には少なくとも2通りあることが明らかとなった。1つは甘1→2材＞甘1→3材＞毎1→5甘の順に加水分解するもの，もう1つはV1→5〃＞〃1→2甘＞材1→3躯の順に加水分解するものである。しかし，〃ユ→3甘を最も速く分解するものはなかった。また，アラビノ3糖に対しても2通りの分解様式が存在した。1つはユ→3結合を1→5緒合より速く加水分解するもの，もう1つは1→3結合，1→5結合をほぼ同様に加水分解するものである。しかし，1→5結合を優先的に加水分解するものはなかった。これらアラビノオリゴ糖とアラビノキシロオリゴ糖の両基質に対する特異性にはいくつか異なった点が存在し，これは立体障害によるものと考えられた。今後，より複雑な構造を持つ様々な基質を用いての更なる特異性の解明が必要である。審　　査　　の　　要　　旨　アラビノースを含む多糖類とそれらのアラビノースの結合を切断するα一L一アラビノフラノシダーゼは自然界に広く分布している。このような関係から，多種多様な酵素が種々の起源から発見されており，アラビノースの調製や食品加工との関連性において研究が行われている。しかし，精製酵素の性質，特に基質特異性の解明を行った研究は数少なく，同酵素の研究レベルは全般的に低い。これは，特異性の解明に必要な種々のオリゴ糖の調製が困難であること，酵素の精製も難儀であることに起因している。このような現状から，著者は新しい種々の基質を化学合成すると共に，異なった起源から数種の酵素を精製して取得し，それらの基質に対するα一L一アラビノフラノシダーゼの特異性を明らかにする研究を行った。著者の研究における新規な成果は以下の通りである。1．α一L一アラビノフラノシダーゼの特異性の研究に必要な基本的基質として，3種のアラビノ2糖とアラビノ3糖を，自ら開発した化学合成法によって調製した。2．λ∫μ悠伽8物伽γや肋c伽8舳舳∫から新しい酵素を見出し，それら精製酵素の諸性質を明らかにした。3．糸状菌，放線菌及び細菌など，広範な起源の酵素の特異性を研究した結果，i）末端アラビノースの結合を分解する酵素と末端と側鎖の両結合を一107一分解する2種の酵素が存在すること。ii）アラビノ2糖に対して，柑1→2甘＞甘ユ→3甘＞甘1→5甘の順に，〃1→5甘＞甘1→2〃＞〃1→3甘の順に作用する2種の酵素が存在すること。iii）アラビノ3糖に対しては，〃1→3甘＞材1→5付の順に作用すること。　上記の結果，著者が開発したオリゴ糖の合成は，今後のアラビノフラノシダーゼの研究と糖質化学の発展に貢献し，一方，種々の精製酵素の諸性質，特に基質特異性の解明を行った研究は，糖質関連酵素化学の発展に貢献した点で高く評価できる。　よって，著者は博士（農学）の学位を受けるに十分な資格を有するものと認める。一108一

Studies on substrate specificities of α-L-Arabinofuranosidases

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