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自然界のどこにシクロデキストリンがあり、何のために存在しているのか?

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シクロデキストリン・グルカノトランスフェラーゼ(CGTase)は、直鎖状のグルカンを分子内で糖化し、シクロデキストリン(CD)に変換する酵素である。CGTaseをコードする遺伝子は、細菌や古細菌の領域に属する様々な生物から同定・単離されている。これらの微生物は、陸地や水域に広く分布している。特に、Bacillus属には汎用的なCGTase生産者が含まれている。堆肥の山や土壌は、このような菌株を探すのに適した場所である。これらの菌はCGTaseを培地中に分泌し、推定上のABCトランスポーターがCDを細胞内に取り込むことができる。細胞内のシクロデキストリナーゼやマルトジェニックアミラーゼは、CDをモノマーに分解し、炭素源やエネルギー源として利用することができる[1-3]。したがって、これらの菌株はCGTaseを分泌して、グルカン基質をパックして保存し、それによって生物学的または非生物学的な分解から保護していると考えられる。このような状況では、CDは外因性アミラーゼによって分解されない。CDはアミラーゼの阻害剤としても機能し、そのために他の菌株に栄養分の獲得競争で不利になる可能性がある[4,5]。

環化反応メカニズムのアニメーションは、Christian Sonnendecker氏(University of Leipzig)の博士論文より
  1. Park K-H, Kim T-J, Cheong T-K, Kim J-W, Oh B-H & Svensson B (2000). Structure, specificity and
    function of cyclomaltodextrinase, a multispecific enzyme of the α-amylase family. Biochim. Biophys.
    Acta, Protein Struct. Mol. Enzymol. 1478, 165–185.
  2. Fiedler G, Pajatsch M & Böck A (1996). Genetics of a novel starch utilisation pathway present in
    Klebsiella oxytoca. J. Mol. Biol. 256, 279–291.
  3. Hashimoto Y, Yamamoto T, Fujiwara S, Takagi M & Imanaka T (2001). Extracellular synthesis,
    specific recognition, and intracellular degradation of cyclomaltodextrins by the hyperthermophilic
    archaeon Thermococcus sp. strain B1001. J. Bacteriol. 183, 5050–5057.
  4. Hamilton, Kelly & Fogarty (2000). Review: cyclodextrins and their interaction with amylolytic
    enzymes. Enzyme Microb. Technol. 26, 561–567.
  5. Fukuda K, Teramoto Y, Goto M, Sakamoto J, Mitsuiki S & Hayashida S (1992). Specific inhibition
    by cyclodextrins of raw starch digestion by fungal glucoamylase. Biosci. Biotechnol. Biochem. 56,
    556–559.

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