αの固定化

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12708 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

本研究では、ジャガイモ果皮澱粉からイソマルトオリゴ糖を液化、糖化、糖転移の3段階で製造しました。 さらに、アスペルギルス・ニガー（ＧＨ３１ファミリー）からα－トランスグルコシダーゼ遺伝子をクローニングし、大腸菌ＢＬ２１（ＤＥ３）に形質転換し、得られたタンパク質を過剰発現させ、精製してα－トランスグルコシダーゼを生産した。 生成されたα-トランスグルコシダーゼは磁性ナノ粒子と結合し、60% 以上の活性で最大 5 サイクルまで再利用可能性が向上しました。 すべての修飾は、フーリエ変換赤外分析、透過型電子顕微鏡、電界放射型走査型電子顕微鏡、エネルギー分散型 X 線分光法、X 線回折分光法、熱重量分析、および動的光散乱 (DLS) の方法を使用して特性評価されました。分析。 さらに、グルコシル転移の最適条件は以下のように RSM によって決定されました:酵素対基質比 6.9 U g-1、反応時間 9 時間、温度 45 °C、pH 5.5、収量 70 gl-1 (± 2.1) ）。 MALDI-TOF-MS 分析では、IMO の DP が 2 ～ 10 の範囲にあることが示されました。 GC-MS および NMR によるイソマルトオリゴ糖の詳細な構造特性評価により、主要な構成要素として α-(1 → 4) および α-(1 → 6)-D-Glcp 残基があり、少量の α-(1 → 2) および α- (1 → 3) -D-Glcp 残基。

イソマルトオリゴ糖（IMO）は、非消化性だが発酵可能なオリゴ糖で、特定の健康に有益な細菌、特に腸内代謝に影響を与え、胃腸微生物の生態に影響を与えるビフィズス菌や乳酸菌の増殖を増加させます1、2、3、4、5、6。 IMO は、主に α-(1 → 6) および α-(1 → 4) グリコシド結合によって結合されたグルコース単位で構成されるプレバイオティクス オリゴ糖であり、α-(1 → 3) (ニゲロース) および α-(1 → 2) の割合は低い）（コウジビオース）グリコシド結合7、8、9。 通常、IMO は、イソマルトース (DP2)、イソマルトトリオース (DP3)、イソパノース、パノース (DP3)、イソマルトテトロース (DP4)、およびイソマルトペントース (DP5) など、さまざまな重合度 (DP) を持っています。 IMO は人間の酵素によって消化されず、プレバイオティクス効果を発揮する腸内細菌叢によって発酵されます 5、12、13。 プレバイオティクス効果に加えて、IMO は血糖指数が低く、糖尿病患者に健康上の利点をもたらす低カロリー甘味料として機能します 10,14。

商業的には、IMO はさまざまな供給源 (サツマイモ、ジャガイモ、タピオカ、米、バナナ) から採取されたデンプンから製造されます 11、15、16、17、18。 一般に、IMO の製造に使用される伝統的な方法は、液化、糖化、およびグルコシル基転移の 3 つのステップで構成されていました6,19。 最近の研究では、IMO の生成における糖化とグルコシル基転移 (SST) の同時実行が実証されています 16,20。 これらの研究により、IMO 製造の効率が向上し、反応時間が短縮されました。 さまざまな研究でも、デキストランススクラーゼおよびデキストラナーゼを使用したスクロースからの IMO の酵素的生成が報告されています 21、22、23。 さらに、α-トランスグルコシダーゼの固定化に基づく磁性ナノ粒子 (MNP) の開発が、酵素の再利用性を向上させる最良の方法の 1 つであることが報告されました 24、25、26。

本研究では、まずジャガイモの皮からデンプンを抽出し、液化デンプンの液化・糖化を行った。 黒色アスペルギルス (GH31 ファミリー) 由来の α-トランスグルコシダーゼ (平均 MW ～ 110 kDa) をコードする遺伝子を GenScript (シンガポール) によって合成し、pET28a ベクターにクローン化しました。 IMO 生成における酵素の重要性を考慮して、大腸菌 BL21(DE3) で異種発現する取り組みが行われました。 さらに、グルコシル転移反応は RSM によって最適化され、IMO の収率が最大化されました。 その後、生成されたα-トランスグルコシダーゼをMNPで固定化し、さまざまな分析手法で特性評価を行いました。 最後に、MALDI-TOF-MS、GC-MS、および NMR を使用して、精製された IMO 画分の構造的特徴を分析しました。