Thermococcus litoralisの4-α-グルカン転移酵素は、オリゴマルトースならびにアミロースを基質にして、糖転移反応によりα-1,4-結合をもつ直鎖糖ならびに環状糖(サイクロアミロース)を生成する。本研究により以下のことが明らかになった。
1.本酵素遺伝子の大腸菌発現系では、可溶性酵素の生産量は低く、大量の封入体が蓄積する。本酵素遺伝子は大腸菌のアルギニンRare codonであるAGA,AGGの含量が高い。そこで、tRNA_<AGA>,tRNA_<AGG>,GroELSと共に本酵素遺伝子を発現させたところ,可溶性画分の本酵素の生産両は約5倍に上昇した。
2.人口基質3-Ketobutylidene-β-2-chloro-4-nitrophenyl-maltopentaosideを用いた解析により、グルコースを受容体としたときの本酵素の糖転移反応はPing-Pong BiBi機構で進むことが明らかになった。
3.本酵素はGlycosylhydrolaseのファミリー57に属する。本ファミリーの酵素は立体構造、活性中心残基とも分かっていない。一般にGlycosylhydrolaseでは二つの酸性残基が触媒として働いており、これら残基はファミリー内で保存されている。本ファミリーの酵素を比較したところ、8残基が保存されていた。部位特異的変位により作製した酵素を解析した結果、Glu123,Asp145,Glu216,Asp354が活性中心およびその周辺に位置していることが示唆された。
4.本酵素の結晶は、硫酸アンモニウムとPEG400を沈殿剤として得られた。その空間群はP622、格子定数はa=b=125,c=246Åであった。今後、重原子置換体、セレノメチオニンラベルした結晶を用いて進めていく。