The Study on the Relationship between Molecular Structure and Function of Cylodextrin Glucanotransferase (IV)

環狀糊精葡萄糖甘基轉移 (cyclodextrin glucanotransferase,CGTase) 具有催化澱粉或其它 .alpha. -(1-4) 葡萄糖聚醣基質之環化, 偶合及分 配反應的能力, 除主要產物環狀糊精(cyclodextrin, CD) 以外, 還有多種形式之產物, 普 遍應用於食品, 化�品, 醫藥, 農藥等工業, 故 為極具發展潛力之酵素; 學者們由 x-ray 繞發現 CGTases和.alpha.-amylases 在蛋白質序列上有數個 高同源性區域, 並且有相同之催化反應機制,而 目前學界的研究大多針對.beta. -CGTase, 在水解 澱粉的作用上有相當的了解, 但在其特異的環 化反應部位探討上, 結果甚少, 欲明瞭此酵素 特異的環化 反應機制, 進而得到預期的產物, 須對酵素蛋白質結構及反應機制做深入之研究 .前兩年執行的計畫中, 已取得 Bacillus macerans 的 CGTase 基因, 接在載體上於E.coli 細胞內表現 , 並在 Glu344 位置的定點突變所得變異CGTase 性 質比較上,已初步證實此一胺基酸殘基之重要 性, 更擬將原態及變異之 CGTase 基因送入一新 近建立成功的大量表現系統中, 本年度計畫將 延續前面的工作的結果, 以進一步完成CGTase 分 子結構與功能相關性的探討, 故本計畫中執行的研究工作將包括下面數項:一. 以 PCR 及 SOEing 的方法, 在與.alpha. -amylase 相關之活性部 位或生澱粉結合部位以及 CGTase特有之 domain 上, 製備一點或多點突變之 CGTase 基因, 轉植於寄主細胞並表現之;二. 純化突變之 CGTase 蛋白 質, 與原菌株分泌之 CGTase 比較它們酵素活性 及生化性質之差異;三. 找出CGTase 分子上生澱 粉結合部位, 比較它與其他.alpha. 1-4-glucancleaving enzymes 上之差異, 並尋求其利用性