生物化学研究室

　液化型のα-アミラーゼは，澱粉汚れを除去するための洗剤用添加剤として有用です．従来はアルカリ性，キレート剤存在下で高い活性を持つ酵素が使用されてきましたが，近年の高温で運転される自動食器洗浄機の普及により，耐熱性を併せ持つ酵素が求められています．私たちは土壌細菌Bacillus sp. AAH-31から耐熱性，耐アルカリ性，耐キレート剤液化型α-アミラーゼ (AmyL) を発見しました (Kim & Morimoto, et al., Biosci. Biotechnol. Biochem., 2012)．

　AmyLは，91 kDaのモノマーであり，他の細菌由来のα-アミラーゼよりも分子量が大きい酵素です．AmyL遺伝子をクローニングして推定アミノ酸配列を明らかにすると，興味深いことにAmyLは，ネオプルラナーゼ様の触媒ドメイン，N末端側に糖質結合モジュールファミリー20に分類される糖結合ドメイン (CBM20)，および２つの機能未知ドメインからなることがわかりました (Saburi & Morimoto, et al., Biosci. Biotechnol. Biochem., 2013)．N末端側の糖結合ドメインについては，部位特異的変異酵素の解析を通じて，CBM20でよく保存されているサイト1と呼ばれる糖結合サイトが高分子基質への親和性に重要な働きを持ちます．ネオプルラナーゼにおいてN末端にCBM20を持つ酵素が知られていないこと，２つの機能未知ドメインがAmyLのC末端側に見られたことから，AmyLは新しいドメイン構成を持つ酵素であると考えられました．ネオプルラナーゼ様触媒ドメインを持つにもかかわらず，プルラン分解活性を持たない点で，AmyLは機能的にも明確にネオプルラナーゼとは区別されます．このAmyLの高機能化を企図してタンパク質工学的手法，進化工学的手法により基質結合部位を構成するアミノ酸残基を最適化し，野生型酵素の3.4倍の酵素活性を持つ変異酵素の開発に成功しました (Tamamura & Saburi, et al., Biochem. Engin. J., 2014)．これらの研究はADEKAクリーンエイドおよびADEKAとの共同研究で行われました．