JP2023181589A - Method for producing monoglycoside of resveratrol - Google Patents

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順 小川
Jun Ogawa
道樹 竹内
Michiki TAKEUCHI
誠 上田
Makoto Ueda
圭介 松浦
Keisuke Matsuura
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Tokuyama Corp
Institute of National Colleges of Technologies Japan
Kyoto University NUC
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Tokuyama Corp
Institute of National Colleges of Technologies Japan
Kyoto University NUC
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Abstract

To provide a novel method for producing a monoglycoside of resveratrol.SOLUTION: A method for producing a monoglycoside of resveratrol according to the present invention comprises e.g. protein consisting of an amino acid sequence with the SEQ ID NO: 1 to act on a system comprising resveratrol and saccharides. This production method can yield resveratrol 4'-O-α-glycoside represented by the formula (1), where R1 represents a sugar residue bound at the α-position.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、レスベラトロールのモノ配糖体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a monoglycoside of resveratrol.

ワインに含まれるポリフェノール化合物であるレスベラトロール(3,5,4’-トリヒドロキシスチルベン)は、フレンチパラドックスに関係する生理学的機能を有するものとして研究されてきた。特に、トランスレスベラトロールは、2型糖尿病、肥満、アルツハイマー病、骨粗鬆症、アテローム性動脈硬化症、心血管疾患、癌等の様々な疾患又は症状の治療に有効であるため、健康補助食品の機能性成分として使用されている。しかし、レスベラトロールは水に難溶性である上、高pH条件下、高温条件下、及び光条件下での安定性も低いため、バイオアベイラビリティ及び産業用途は限られていた。 Resveratrol (3,5,4'-trihydroxystilbene), a polyphenolic compound found in wine, has been studied as having physiological functions related to the French paradox. In particular, trans-resveratrol is effective in the treatment of various diseases or conditions such as type 2 diabetes, obesity, Alzheimer's disease, osteoporosis, atherosclerosis, cardiovascular disease, and cancer, making it a useful dietary supplement. It is used as a sex ingredient. However, resveratrol is poorly soluble in water and has low stability under high pH conditions, high temperature conditions, and light conditions, so its bioavailability and industrial applications have been limited.

レスベラトロールの水溶性を高め、また、各種安定性を改善するためには、レスベラトロールを配糖化することが有効である。レスベラトロールの配糖体の製造方法としては、例えば、レスベラトロール及びマルトースを含む系にシクロデキストリングルカノトランスフェラーゼ(CGTase)を作用させる方法が知られている(非特許文献1及び2参照)。この製造方法によれば、レスベラトロールの配糖体として、3-O-α-グルコシド、3-O-α-マルトシド、4’-O-α-グルコシド、及び4’-O-α-マルトシドを得ることができる。 In order to increase the water solubility of resveratrol and improve various stability properties, it is effective to convert resveratrol into a glycoside. As a method for producing resveratrol glycosides, for example, a method in which cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) is applied to a system containing resveratrol and maltose is known (see Non-Patent Documents 1 and 2). . According to this production method, the glycosides of resveratrol include 3-O-α-glucoside, 3-O-α-maltoside, 4'-O-α-glucoside, and 4'-O-α-maltoside. can be obtained.

Bolton, G.W. et al., Science, 232, 983-985 (1986)Bolton, G.W. et al., Science, 232, 983-985 (1986) Torres, P. et al., Adv. Synth. Catal., 353, 1077-1086 (2011)Torres, P. et al., Adv. Synth. Catal., 353, 1077-1086 (2011)

一般に、配糖体の生理機能は、糖の結合位置によって変化し得る。例えば、レスベラトロール4’-O-α-グルコシドは、レスベラトロール3-O-α-グルコシドよりも高い抗酸化作用を有することが知られている。しかし、従来、レスベラトロールの4’位を選択的にグリコシル化することは困難であった。 Generally, the physiological function of glycosides can vary depending on the position of sugar attachment. For example, resveratrol 4'-O-α-glucoside is known to have higher antioxidant activity than resveratrol 3-O-α-glucoside. However, conventionally, it has been difficult to selectively glycosylate the 4'-position of resveratrol.

そこで、本発明は、新規なレスベラトロールのモノ配糖体の製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a novel method for producing a monoglycoside of resveratrol.

上記課題を解決するための具体的な手段には、以下の実施態様が含まれる。
<1> レスベラトロール及び糖類を含む系に下記(a)~(c)のいずれかの酵素タンパク質を作用させることを含む、レスベラトロールのモノ配糖体の製造方法。
(a)配列番号1のアミノ酸配列からなるタンパク質。
(b)前記(a)のアミノ酸配列において1個若しくは数個のアミノ酸残基が置換、欠失、又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、グリコシルトランスフェラーゼ活性を有するタンパク質。
(c)前記(a)のアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつ、グリコシルトランスフェラーゼ活性を有するタンパク質。
Specific means for solving the above problems include the following embodiments.
<1> A method for producing a monoglycoside of resveratrol, which comprises allowing any of the enzyme proteins listed below (a) to (c) to act on a system containing resveratrol and saccharides.
(a) A protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
(b) A protein consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acid residues have been substituted, deleted, or added to the amino acid sequence of (a) above, and which has glycosyltransferase activity.
(c) A protein having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence of (a) above and having glycosyltransferase activity.

<2> 前記レスベラトロールのモノ配糖体が下記式(1)で表される、<1>に記載のレスベラトロールのモノ配糖体の製造方法。

Figure 2023181589000001
[式中、Rは、α位で結合した糖残基を示す。] <2> The method for producing a resveratrol monoglycoside according to <1>, wherein the resveratrol monoglycoside is represented by the following formula (1).
Figure 2023181589000001
[In the formula, R 1 represents a sugar residue bonded at the α-position. ]

<3> 前記糖残基がグルコース残基である、<2>に記載のレスベラトロールのモノ配糖体の製造方法。 <3> The method for producing a monoglycoside of resveratrol according to <2>, wherein the sugar residue is a glucose residue.

本発明によれば、新規なレスベラトロールのモノ配糖体の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a novel method for producing a monoglycoside of resveratrol can be provided.

Hisタグ融合RpGのSDS-PAGE結果を示す図である。レーン1は、プラスミド(pET-21b/His-tag-RpG I)が導入された大腸菌(Rosetta 2 (DE3))から精製したHisタグ融合RpG Iを示し、レーン2は、プラスミド(pET-21b/His-tag-RpG II)が導入された大腸菌(Rosetta 2 (DE3))から精製したHisタグ融合RpG IIを示し、レーンMは、タンパク質ラダーを示す。FIG. 3 is a diagram showing the SDS-PAGE results of His-tag fused RPG. Lane 1 shows His-tag fused RpG I purified from E. coli (Rosetta 2 (DE3)) into which plasmid (pET-21b/His-tag-RpG I) was introduced, and lane 2 shows plasmid (pET-21b/His-tag-RpG I). His-tag-RpG II) purified from E. coli (Rosetta 2 (DE3)) introduced with His-tag fusion RpG II is shown, and lane M shows a protein ladder. シクロデキストリングルカノトランスフェラーゼ(CGTase)の反応混合物又は精製したHisタグ融合RpGの反応混合物のHPLCクロマトグラムを示す図である。上段はCGTaseの反応混合物を示し、中段はRpG Iの反応混合物を示し、下段はRpG IIの反応混合物を示す。P1、P2、P3、P4、及びP5はそれぞれ、レスベラトロール、3-O-α-グルコシド、3-O-α-マルトシド、4’-O-α-グルコシド、及び4’-O-α-マルトシドに対応する。FIG. 3 shows HPLC chromatograms of reaction mixtures of cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) or purified His-tag fused RPG. The upper row shows the reaction mixture of CGTase, the middle row shows the reaction mixture of RpG I, and the lower row shows the reaction mixture of RpG II. P1, P2, P3, P4, and P5 are resveratrol, 3-O-α-glucoside, 3-O-α-maltoside, 4'-O-α-glucoside, and 4'-O-α-, respectively. Corresponds to maltoside. RpG Iの酵素活性におけるpHの影響を示す図である。黒丸、黒三角、黒四角はそれぞれ、クエン酸ナトリウム緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液、及びリン酸カリウム緩衝液(KPB)を示し、白丸、白三角、白四角はそれぞれ、Tris-HCl緩衝液、重炭酸ナトリウム緩衝液、及びリン酸ナトリウム緩衝液を示す。各値は3回の独立した実験の平均値±標準偏差を示す。FIG. 3 is a diagram showing the influence of pH on the enzymatic activity of RpG I. Filled circles, filled triangles, and filled squares indicate sodium citrate buffer, sodium acetate buffer, and potassium phosphate buffer (KPB), respectively, and open circles, open triangles, and open squares indicate Tris-HCl buffer, heavy duty solution, respectively. Sodium carbonate buffer and sodium phosphate buffer are shown. Each value represents the mean ± standard deviation of three independent experiments. RpG Iの酵素活性のpH安定性を示す図である。黒丸、黒三角、黒四角はそれぞれ、クエン酸ナトリウム緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液、及びリン酸カリウム緩衝液(KPB)を示し、白丸、白三角、白四角はそれぞれ、Tris-HCl緩衝液、重炭酸ナトリウム緩衝液、及びリン酸ナトリウム緩衝液を示す。残存活性は、KPB(pH7.0)による処理前の酵素活性に対する割合(%)を意味する。各値は3回の独立した実験の平均値±標準偏差を示す。FIG. 3 is a diagram showing the pH stability of RpG I enzyme activity. Filled circles, filled triangles, and filled squares indicate sodium citrate buffer, sodium acetate buffer, and potassium phosphate buffer (KPB), respectively, and open circles, open triangles, and open squares indicate Tris-HCl buffer, heavy duty solution, respectively. Sodium carbonate buffer and sodium phosphate buffer are shown. Residual activity means the ratio (%) to the enzyme activity before treatment with KPB (pH 7.0). Each value represents the mean ± standard deviation of three independent experiments. RpG Iの酵素活性における温度の影響を示す図である。各値は3回の実験の平均値±標準偏差を示す。FIG. 3 shows the effect of temperature on the enzymatic activity of RpG I. Each value represents the mean ± standard deviation of three experiments. RpG Iの酵素活性の温度安定性を示す図である。残存活性は、処理前の4℃での酵素活性に対する割合(%)を意味する。各値は3回の独立した実験の平均値±標準偏差で示す。FIG. 3 is a diagram showing the temperature stability of RpG I enzyme activity. Residual activity means the ratio (%) to the enzyme activity at 4°C before treatment. Each value is expressed as the mean ± standard deviation of three independent experiments. RpG Iによるレスベラトロールのグルコシル化活性におけるLiの影響を示す図である。灰色のバー及び黒色のバーはそれぞれ、4’-O-α-グルコシド及び3-O-α-グルコシドを示す。各値は3回の独立した実験の平均値を示し、エラーバーは4’-O-α-グルコシドの標準偏差を示す。FIG. 3 shows the influence of Li + on the glucosylation activity of resveratrol by RpG I. Gray bars and black bars indicate 4'-O-α-glucoside and 3-O-α-glucoside, respectively. Each value represents the average of three independent experiments, and error bars represent the standard deviation of 4'-O-α-glucoside. RpG Iによるレスベラトロールのグルコシル化活性におけるKの影響を示す図である。灰色のバー及び黒色のバーはそれぞれ、4’-O-α-グルコシド及び3-O-α-グルコシドを示す。各値は3回の独立した実験の平均値を示し、エラーバーは4’-O-α-グルコシドの標準偏差を示す。FIG. 3 shows the influence of K + on the glucosylation activity of resveratrol by RpG I. Gray bars and black bars indicate 4'-O-α-glucoside and 3-O-α-glucoside, respectively. Each value represents the average of three independent experiments, and error bars represent the standard deviation of 4'-O-α-glucoside. RpG Iによるレスベラトロールのグルコシル化の時間変化を示す図である。RpG Iによるレスベラトロールのグリコシル化は、400mMのLiを含む40℃の20mmol/L Tris-HCl緩衝液(pH8.0)中で実施した。黒丸、黒三角、及び黒四角はそれぞれ、4’-O-α-グルコシド、3-O-α-グルコシド、及び4’-O-α-マルトシドの濃度を示す。各値はピセイドの検量線を使用して計算したものであり、3回の独立した実験の平均値±標準偏差を示す。FIG. 3 is a diagram showing the time course of glucosylation of resveratrol by RpG I. Glycosylation of resveratrol with RpG I was performed in 20 mmol/L Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 400 mM Li + at 40°C. Black circles, black triangles, and black squares indicate the concentrations of 4'-O-α-glucoside, 3-O-α-glucoside, and 4'-O-α-maltoside, respectively. Each value was calculated using the Piceido standard curve and represents the mean ± standard deviation of three independent experiments. 標準物質又は精製したHisタグ融合RpGの反応混合物のHPLCクロマトグラムを示す図である。上段はカフェイン酸の標準物質を示し、中段はRpG Iの反応混合物を示し、下段はRpG IIの反応混合物を示す。FIG. 3 shows HPLC chromatograms of reaction mixtures of standard substances or purified His-tag fused RPG. The upper row shows the standard substance of caffeic acid, the middle row shows the reaction mixture of RpG I, and the lower row shows the reaction mixture of RpG II. 標準物質又は精製したHisタグ融合RpGの反応混合物のHPLCクロマトグラムを示す図である。上段はフェルラ酸の標準物質を示し、中段はRpG Iの反応混合物を示し、下段はRpG IIの反応混合物を示す。FIG. 3 shows HPLC chromatograms of reaction mixtures of standard substances or purified His-tag fused RPG. The upper row shows the standard substance of ferulic acid, the middle row shows the reaction mixture of RpG I, and the lower row shows the reaction mixture of RpG II. 標準物質又は精製したHisタグ融合RpGの反応混合物のHPLCクロマトグラムを示す図である。上段は6-ジンゲロールの標準物質を示し、中段はRpG Iの反応混合物を示し、下段はRpG IIの反応混合物を示す。FIG. 3 shows HPLC chromatograms of reaction mixtures of standard substances or purified His-tag fused RPG. The upper row shows the standard substance of 6-gingerol, the middle row shows the reaction mixture of RpG I, and the lower row shows the reaction mixture of RpG II. 標準物質又は精製したHisタグ融合RpGの反応混合物のHPLCクロマトグラムを示す図である。上段はダイゼインの標準物質を示し、中段はRpG Iの反応混合物を示し、下段はRpG IIの反応混合物を示す。FIG. 3 shows HPLC chromatograms of reaction mixtures of standard substances or purified His-tag fused RPG. The upper row shows the standard substance of daidzein, the middle row shows the reaction mixture of RpG I, and the lower row shows the reaction mixture of RpG II. 標準物質又は精製したHisタグ融合RpGの反応混合物のHPLCクロマトグラムを示す図である。上段は(S)-エクオールの標準物質を示し、中段はRpG Iの反応混合物を示し、下段はRpG IIの反応混合物を示す。FIG. 3 shows HPLC chromatograms of reaction mixtures of standard substances or purified His-tag fused RPG. The upper row shows the standard substance of (S)-equol, the middle row shows the reaction mixture of RpG I, and the lower row shows the reaction mixture of RpG II. 標準物質又は精製したHisタグ融合RpGの反応混合物のHPLCクロマトグラムを示す図である。上段はゲニステインの標準物質を示し、中段はRpG Iの反応混合物を示し、下段はRpG IIの反応混合物を示す。FIG. 3 shows HPLC chromatograms of reaction mixtures of standard substances or purified His-tag fused RPG. The upper row shows the standard substance of genistein, the middle row shows the reaction mixture of RpG I, and the lower row shows the reaction mixture of RpG II. 標準物質又は精製したHisタグ融合RpGの反応混合物のHPLCクロマトグラムを示す図である。上段はナリンゲニンの標準物質を示し、中段はRpG Iの反応混合物を示し、下段はRpG IIの反応混合物を示す。FIG. 3 shows HPLC chromatograms of reaction mixtures of standard substances or purified His-tag fused RPG. The upper row shows the standard substance of naringenin, the middle row shows the reaction mixture of RpG I, and the lower row shows the reaction mixture of RpG II.

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について説明する。
本明細書において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を含む範囲を示す。
Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described.
In this specification, a numerical range indicated using "~" indicates a range that includes the numerical values written before and after "~".

本実施形態に係るクルクミノイドのモノ配糖体の製造方法は、クルクミノイド及び糖類を含む系に下記(a)~(c)のいずれかの酵素タンパク質を作用させることを含む。
(a)配列番号1のアミノ酸配列からなるタンパク質。
(b)上記(a)のアミノ酸配列において1個若しくは数個のアミノ酸残基が置換、欠失、又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、グリコシルトランスフェラーゼ活性を有するタンパク質。
(c)上記(a)のアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつ、グリコシルトランスフェラーゼ活性を有するタンパク質。
The method for producing a curcuminoid monoglycoside according to the present embodiment includes causing any of the following enzyme proteins (a) to (c) to act on a system containing curcuminoids and saccharides.
(a) A protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
(b) A protein consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acid residues are substituted, deleted, or added in the amino acid sequence of (a) above, and which has glycosyltransferase activity.
(c) A protein having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence of (a) above and having glycosyltransferase activity.

上記(a)のタンパク質は、配列番号1のアミノ酸配列からなるタンパク質である。このタンパク質は、根粒菌(Rhizobium pusense)が産生するα-グルコシダーゼとして公知のタンパク質である(GenBank accession protein ID: SDE36953)。本明細書では、上記(a)のタンパク質をRpG Iとも記載する。 The protein (a) above is a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. This protein is a protein known as α-glucosidase produced by Rhizobium pusense (GenBank accession protein ID: SDE36953). In this specification, the protein (a) above is also referred to as RpG I.

上記(b)のタンパク質は、上記(a)のアミノ酸配列において1個若しくは数個のアミノ酸残基が置換、欠失、又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、グリコシルトランスフェラーゼ活性を有するタンパク質である。アミノ酸残基が置換、欠失、又は付加される位置は、グリコシルトランスフェラーゼ活性が維持される限り特に制限されない。また、置換、欠失、又は付加されるアミノ酸残基の数は、グリコシルトランスフェラーゼ活性が維持される限り特に制限されない。置換、欠失、又は付加されるアミノ酸残基の数は、例えば、1~55個であってもよく、1~45個であってもよく、1~35個であってもよく、1~25個であってもよく、1~15個であってもよく、1~5個であってもよい。 The protein (b) above is a protein that consists of an amino acid sequence in which one or several amino acid residues have been substituted, deleted, or added to the amino acid sequence (a) above, and has glycosyltransferase activity. . The position at which the amino acid residue is substituted, deleted, or added is not particularly limited as long as the glycosyltransferase activity is maintained. Furthermore, the number of amino acid residues to be substituted, deleted, or added is not particularly limited as long as the glycosyltransferase activity is maintained. The number of amino acid residues to be substituted, deleted, or added may be, for example, 1 to 55, 1 to 45, 1 to 35, or 1 to 55. The number may be 25, 1 to 15, or 1 to 5.

任意のアミノ酸残基を他のアミノ酸残基に置換する場合、通常、置換前後でアミノ酸側鎖の性質が保存されていることが好ましい。アミノ酸側鎖の性質によってアミノ酸を分類する場合、例えば、親水性アミノ酸(D、E、K、R、H、S、T、N、Q);疎水性アミノ酸(A、G、V、I、L、F、Y、W、M、C、P);酸性アミノ酸(D、E);塩基性アミノ酸(K、R、H);脂肪族側鎖を有するアミノ酸(A、G、V、I、L);芳香族含有側鎖を有するアミノ酸(F、Y、W);硫黄原子含有側鎖を有するアミノ酸(M、C);等に分類することができる(括弧内のアルファベットはアミノ酸の一文字表記を示す)。 When replacing any amino acid residue with another amino acid residue, it is generally preferable that the properties of the amino acid side chain are preserved before and after the substitution. When classifying amino acids by the properties of their side chains, for example, hydrophilic amino acids (D, E, K, R, H, S, T, N, Q); hydrophobic amino acids (A, G, V, I, L); , F, Y, W, M, C, P); acidic amino acids (D, E); basic amino acids (K, R, H); amino acids with aliphatic side chains (A, G, V, I, L ); Amino acids with aromatic side chains (F, Y, W); Amino acids with sulfur atom-containing side chains (M, C); etc. show).

上記(c)のタンパク質は、上記(a)のアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつ、グリコシルトランスフェラーゼ活性を有するタンパク質である。上記(a)のアミノ酸配列との配列同一性は、92%以上であってもよく、94%以上であってもよく、96%以上であってもよく、98%以上であってもよい。 The protein (c) above is a protein that has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence of (a) above and has glycosyltransferase activity. The sequence identity with the amino acid sequence of (a) above may be 92% or more, 94% or more, 96% or more, or 98% or more.

なお、「配列同一性」とは、2つのアミノ酸配列をアラインメントした場合の配列間の一致性を意味し、例えば、BLASTプログラム(www.ncbi.nlm.nih.gov/Blast/cgi)を使用して算出することができる。 Note that "sequence identity" refers to the identity between sequences when two amino acid sequences are aligned, for example, using the BLAST program (www.ncbi.nlm.nih.gov/Blast/cgi). It can be calculated by

上記(a)~(c)の酵素タンパク質は、当該タンパク質を発現可能な形質転換体を用いて、公知の手法により製造することができる。 The enzyme proteins (a) to (c) above can be produced by known methods using transformants capable of expressing the proteins.

グリコシルドナーである糖類としては、特に制限されないが、α-1,4-グリコシド結合を有するものが好ましく、マルトースがより好ましい。 The glycosyl donor saccharide is not particularly limited, but those having an α-1,4-glycosidic bond are preferred, and maltose is more preferred.

レスベラトロール及び糖類を含む系に上記(a)~(c)のいずれかの酵素タンパク質を作用させる条件は特に制限されない。レスベラトロールのモノ配糖体の収率を向上させる観点から、pHはpH5~11の範囲が好ましく、温度は30~60℃の範囲が好ましい。 The conditions under which any of the enzyme proteins (a) to (c) above are allowed to act on the system containing resveratrol and sugars are not particularly limited. From the viewpoint of improving the yield of monoglycosides of resveratrol, the pH is preferably in the range of 5 to 11, and the temperature is preferably in the range of 30 to 60°C.

本実施形態に係るクルクミノイドのモノ配糖体の製造方法によれば、下記式(1)で表されるレスベラトロール4’-O-α-グリコシドを高選択的に製造することができる。 According to the method for producing a curcuminoid monoglycoside according to the present embodiment, resveratrol 4'-O-α-glycoside represented by the following formula (1) can be produced with high selectivity.

Figure 2023181589000002
Figure 2023181589000002

上記式(1)中、Rで示される糖残基は、糖のヘミアセタール性(アノマー性)のヒドロキシ基を除いた残部を意味する。糖残基としては、例えば、グルコースの残基が挙げられる。 In the above formula (1), the sugar residue represented by R 1 means the remainder of the sugar after removing the hemiacetal (anomeric) hydroxy group. Examples of sugar residues include glucose residues.

なお、上記(a)~(c)のいずれかの酵素タンパク質によれば、レスベラトロールに限らず、他のアグリコン(例えば、カフェイン酸、フェルラ酸、6-ジンゲロール、ナリンゲニン等)についても、高い位置選択性で配糖体を製造することができる。 In addition, according to any of the enzyme proteins (a) to (c) above, not only resveratrol but also other aglycones (for example, caffeic acid, ferulic acid, 6-gingerol, naringenin, etc.) Glycosides can be produced with high regioselectivity.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the scope of the present invention is not limited to these Examples.

<方法>
[α-グルコシダーゼのクローニング]
Rhizobium pusense JCM 16209T株が有する2種類のα-グルコシダーゼ遺伝子(RpG I遺伝子及びRpG II遺伝子)をGenbankから購入し、RpG I遺伝子(GenBank accession protein ID: SDE36953)については配列番号2、3のプライマーを用いて、RpG II遺伝子(GenBank accession protein ID: SDE53578)については配列番号4、5のプライマーを用いて、それぞれPCR増幅した。これらのプライマーは、Hisタグ融合α-グルコシダーゼを発現するように設計された。
(RpG I遺伝子)
フォワードプライマー:5’-GTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACATATGACCGCTTCGGTGACTTC-3’(配列番号2)
リバースプライマー:5’-CGGATCTCAGTGGTGGTGGTGGTGGTGCTCGGCGTAACGGGCGAAGA-3’(配列番号3)
(RpG II遺伝子)
5’-GTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACATATGACGTTATCCCATGCCCC-3’(配列番号4)
5’-CGGATCTCAGTGGTGGTGGTGGTGGTGCTCTTCAATGCTCCCGCAAA-3’(配列番号5)
<Method>
[Cloning of α-glucosidase]
Two types of α-glucosidase genes (RpG I gene and RpG II gene) possessed by Rhizobium pusense JCM 16209 T strain were purchased from Genbank, and for RpG I gene (GenBank accession protein ID: SDE36953), primers of SEQ ID NO: 2 and 3 were used. The RpG II gene (GenBank accession protein ID: SDE53578) was amplified by PCR using the primers of SEQ ID NOs: 4 and 5, respectively. These primers were designed to express His-tagged α-glucosidase.
(RpG I gene)
Forward primer: 5'-GTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACATATGACCGCTTCGGTGACTTC-3' (SEQ ID NO: 2)
Reverse primer: 5'-CGGATCTCAGTGGTGGTGGTGGTGGTGCTCGGCGTAACGGGCGAAGA-3' (SEQ ID NO: 3)
(RpG II gene)
5'-GTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACATATGACGTTATCCCATGCCCC-3' (SEQ ID NO: 4)
5'-CGGATCTCAGTGGTGGTGGTGGTGGTGCTCTTCAATGCTCCCGCAAA-3' (SEQ ID NO: 5)

PCRは、PrimeSTAR GXL DNAポリメラーゼ(Takara Bio)を使用し、98℃で10秒間、60℃で15秒間、68℃で1.7分間のサイクルを35サイクル行う条件とした。大腸菌用の発現ベクターpET-21bを制限酵素Nde I及びXho Iで処理し、ゲル電気泳動で精製した後、PCR産物と混合し、クローニングキット(In-Fusion HD Cloning Kit;Takara Bio)を使用して融合させた。そして、得られたプラスミド(pET-21b/His-tag-RpG I及びpET-21b/His-tag-RpG II)を大腸菌(Rosetta 2 (DE3);Merck)に形質転換した。 PCR was performed using PrimeSTAR GXL DNA polymerase (Takara Bio) under conditions of 35 cycles of 98°C for 10 seconds, 60°C for 15 seconds, and 68°C for 1.7 minutes. The expression vector pET-21b for Escherichia coli was treated with restriction enzymes Nde I and Xho I, purified by gel electrophoresis, mixed with the PCR product, and used a cloning kit (In-Fusion HD Cloning Kit; Takara Bio). It was fused. Then, the obtained plasmids (pET-21b/His-tag-RpG I and pET-21b/His-tag-RpG II) were transformed into Escherichia coli (Rosetta 2 (DE3); Merck).

[組換えRpGの発現及び精製]
組換え大腸菌を、50μg/mL アンピシリン及び34μg/mL クロラムフェニコールを含有するLB培地(500mL)に播種し、培養液のOD600が0.6に達するまで、37℃、95ストローク/分の条件で約3時間、振盪培養した。遺伝子発現は、イソプロピルチオガラクトシド(IPTG)を終濃度1mmol/Lで添加することによって誘導した。さらに、組換え大腸菌を16℃で1日間、培養した。遺伝子誘導された細胞を遠心分離により回収し、0.85% NaClで2回洗浄し、使用時まで20℃で保存した。
[Expression and purification of recombinant RPG]
Recombinant E. coli was inoculated into LB medium (500 mL) containing 50 μg/mL ampicillin and 34 μg/mL chloramphenicol at 37° C. at 95 strokes/min until the OD 600 of the culture reached 0.6. Shaking culture was carried out under these conditions for about 3 hours. Gene expression was induced by adding isopropylthiogalactoside (IPTG) at a final concentration of 1 mmol/L. Furthermore, the recombinant E. coli was cultured at 16°C for 1 day. Gene-induced cells were collected by centrifugation, washed twice with 0.85% NaCl, and stored at 20°C until use.

凍結細胞(5g、湿重量)を10mLの結合バッファーに懸濁し、超音波破砕した(5分×4回)。なお、結合バッファーとしては、5mmol/L イミダゾールを含有する20mmol/L リン酸カリウム緩衝液(KPB;pH7.0)を使用した。14400×gで1時間、100000×gで90分間遠心分離することにより細胞片を除去し、上清を無細胞抽出物(CFE)として使用した。CFEは、孔径0.45μmのメンブレンフィルター(Millex-HPF HV;Merck)を使用して濾過した。酵素は、HisTrapTM HP(カラム容量5mL;Cytiva)を備えた高速タンパク質液体クロマトグラフィーシステム(AKTAexplorer;Cytiva)を使用してCFEから精製した。カラムを結合バッファーで平衡化し、吸着したRpGを500mmol/L イミダゾールを含有する溶出バッファー(20mmol/L KPB、pH7.0)を使用して溶出した。RpGを含む画分を収集して脱塩し、Vivaspin Turbo 15(Sartorius)を使用して濃縮した。その後、バッファーを20mmol/L KPB(pH7.0)と交換した。最後に、RpGを含有する溶液を等量のグリセロールと混合し、使用時まで-20℃で保存した。最後に、Vivaspin Turbo 15を使用して酵素溶液を20mmol/L KPB(pH7.0)に置き換え、グリコシルアクセプターとして機能する可能性のあるグリセロールを除去した。全ての操作は4℃で実行した。 Frozen cells (5 g, wet weight) were suspended in 10 mL of binding buffer and sonicated (5 minutes x 4 times). As the binding buffer, 20 mmol/L potassium phosphate buffer (KPB; pH 7.0) containing 5 mmol/L imidazole was used. Cell debris was removed by centrifugation at 14,400×g for 1 hour and 100,000×g for 90 minutes, and the supernatant was used as cell-free extract (CFE). CFE was filtered using a membrane filter with a pore size of 0.45 μm (Millex-HPF HV; Merck). The enzyme was purified from CFE using an fast protein liquid chromatography system (AKTAexplorer; Cytiva) equipped with a HisTrap™ HP (column volume 5 mL; Cytiva). The column was equilibrated with binding buffer and the adsorbed RPG was eluted using elution buffer (20 mmol/L KPB, pH 7.0) containing 500 mmol/L imidazole. Fractions containing RPG were collected, desalted, and concentrated using a Vivaspin Turbo 15 (Sartorius). Afterwards, the buffer was exchanged with 20 mmol/L KPB (pH 7.0). Finally, the solution containing RpG was mixed with an equal volume of glycerol and stored at −20° C. until use. Finally, the enzyme solution was replaced with 20 mmol/L KPB (pH 7.0) using Vivaspin Turbo 15 to remove glycerol that may function as a glycosyl acceptor. All operations were performed at 4°C.

[Hisタグ融合RpGの酵素アッセイ]
0.2mg/mL RpG、メタノールに懸濁した5mmol/L アグリコン、1mol/L マルトース、及び20mmol/L Tris-HCl(pH8.0)からなる混合液(0.5mL)を遮光下、1200ストローク/分で振盪させながら40℃で30分間インキュベートした。50μLの1N HClを添加することにより反応を停止させた。得られた溶液を4℃、20000×gの条件で5分間、遠心分離し、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)及び液体クロマトグラフィー-質量分析(LC-MS)を使用して上清を分析した。特に明記しない限り、α-グルコシダーゼ活性は、グルコシドの量を測定することによって評価した。
[Enzyme assay of His-tag fused RPG]
A mixed solution (0.5 mL) consisting of 0.2 mg/mL RpG, 5 mmol/L aglycone suspended in methanol, 1 mol/L maltose, and 20 mmol/L Tris-HCl (pH 8.0) was heated under light shielding for 1200 strokes/ Incubate at 40° C. for 30 minutes with shaking. The reaction was stopped by adding 50 μL of 1N HCl. The resulting solution was centrifuged at 4° C. and 20,000×g for 5 minutes, and the supernatant was analyzed using high performance liquid chromatography (HPLC) and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS). Unless otherwise stated, α-glucosidase activity was assessed by measuring the amount of glucosides.

[RpG Iのグリコシル化活性におけるpH及び温度の影響]
精製された組換えRpG Iの至適温度及び至適pHを決定するために、20℃から60℃まで10℃刻みで、種々のpHのバッファー(20mmol/L)を使用して酵素アッセイを実施した。バッファーとしては、クエン酸ナトリウム緩衝液(pH2.5、3.0、及び3.5)、酢酸ナトリウム緩衝液(pH3.5、4.0、4.5、5.0、及び5.5)、KPB(pH6.5、7.0、7.5、及び8.0)、Tris-HCl緩衝液(pH7.5、8.0、8.5、及び9.0)、重炭酸ナトリウム緩衝液(pH9.5、10.0、10.5、及び11.0)、及びリン酸ナトリウム緩衝液(pH11.5、12.0、及び12.5)を使用した。
[Effect of pH and temperature on glycosylation activity of RpG I]
To determine the optimal temperature and pH of purified recombinant RPG I, enzyme assays were performed using buffers (20 mmol/L) of various pH from 20 to 60 °C in 10 °C increments. did. As buffers, sodium citrate buffer (pH 2.5, 3.0, and 3.5), sodium acetate buffer (pH 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, and 5.5) , KPB (pH 6.5, 7.0, 7.5, and 8.0), Tris-HCl buffer (pH 7.5, 8.0, 8.5, and 9.0), sodium bicarbonate buffer (pH 9.5, 10.0, 10.5, and 11.0) and sodium phosphate buffer (pH 11.5, 12.0, and 12.5).

pH安定性を評価するために、酵素溶液を氷上で30分間、上述した種々のpHのバッファー(50mmol/L)を使用してプレインキュベートした。また、熱安定性を評価するために、酵素溶液を4℃(氷上)、又は20℃から80℃まで10℃刻みで、20mmol/L KPB(pH7.0)を使用してプレインキュベートした。酵素活性は、20mmol/L Tris-HCl緩衝液(pH9.0、至適pHでの実験を除く)中、50℃(至適温度での実験を除く)で30分間アッセイした。 To assess pH stability, enzyme solutions were preincubated on ice for 30 min using buffers of various pH (50 mmol/L) as described above. In addition, to evaluate thermal stability, the enzyme solution was preincubated at 4°C (on ice) or from 20°C to 80°C in 10°C increments using 20 mmol/L KPB (pH 7.0). Enzyme activity was assayed in 20 mmol/L Tris-HCl buffer (pH 9.0, except for experiments at optimum pH) for 30 minutes at 50°C (except for experiments at optimum temperature).

[RpG Iのグリコシル化活性における一価陽イオンの影響]
RpG Iのグリコシル化活性における一価陽イオン(10mmol/L)の影響を、20mmol/L Tris-HCl緩衝液(pH8.0)中、40℃で30分間評価した。さらに、Li(5、10、50、100、200、400、600、800、及び1000mmol/L)及びK(5、10、50、100、200、及び400mmol/L)の種々の濃度の影響も評価した。
[Influence of monovalent cations on glycosylation activity of RpG I]
The effect of monovalent cations (10 mmol/L) on the glycosylation activity of RpG I was evaluated in 20 mmol/L Tris-HCl buffer (pH 8.0) at 40°C for 30 min. Furthermore, various concentrations of Li + (5, 10, 50, 100, 200, 400, 600, 800, and 1000 mmol/L) and K + (5, 10, 50, 100, 200, and 400 mmol/L) The impact was also evaluated.

[RpGのグリコシル化活性におけるオリゴ糖の影響]
0.2mg/mL RpG、メタノールに懸濁した5mmol/L レスベラトロール、1mol/L オリゴ糖(マルトース、スクロース、トレハロース、ラクトース、及びセロビオース)、及び20mmol/L Tris-HCl(pH8.0)からなる混合液(0.5mL)を、遮光下、1200ストローク/分で振盪させながら40℃で30分間インキュベートした。50μLの1N HClを添加することにより反応を停止させた。得られた溶液を4℃、20000×gの条件で5分間、遠心分離し、COSMOSILカラム及びSPD-M40Aフォトダイオードアレイ検出器を備えたHPLCを使用して上清を分析した。さらに、アグリコンを含有しない場合のマルトースに対するRpG I及びRpG IIの加水分解活性と、RpG Iに対する400mmol/LのLiの影響とを、ULTRONカラムを備えたHPLCを使用し、放出される遊離グルコースの濃度を推定することによって検討した。
[Influence of oligosaccharides on glycosylation activity of RpG]
from 0.2 mg/mL RpG, 5 mmol/L resveratrol suspended in methanol, 1 mol/L oligosaccharides (maltose, sucrose, trehalose, lactose, and cellobiose), and 20 mmol/L Tris-HCl (pH 8.0). The mixture (0.5 mL) was incubated at 40° C. for 30 minutes while shaking at 1200 strokes/min in the dark. The reaction was stopped by adding 50 μL of 1N HCl. The resulting solution was centrifuged at 4° C. and 20,000×g for 5 minutes, and the supernatant was analyzed using HPLC equipped with a COSMOSIL column and an SPD-M40A photodiode array detector. Furthermore, the hydrolytic activity of RpG I and RpG II on maltose in the absence of aglycone and the effect of 400 mmol/L Li + on RpG I were evaluated using HPLC equipped with an ULTRON column to determine the free glucose released. This was investigated by estimating the concentration of

[グリコシルアクセプターとしての種々のアグリコンに対するグリコシル化活性の特異性]
0.2mg/mL RpG、メタノールに懸濁した5mmol/L アグリコン、1mol/L マルトース、及び20mmol/L Tris-HCl(pH8.0)からなる混合液(0.5mL)を遮光下、1200ストローク/分で振盪させながら40℃で30分間インキュベートした。50μLの1N HClを添加することにより反応を停止させた。得られた溶液を4℃、20000×gの条件で5分間、遠心分離し、SPD-M40Aフォトダイオードアレイ検出器を備えたHPLC、及びLC-MSを使用して上清を分析した。さらに、カフェイン酸、ナリンゲニン、及びレスベラトロールの各グルコシドを反応混合物から精製し、核磁気共鳴装置(NMR)を使用して構造解析し、グルコース結合位置を特定した。
[Specificity of glycosylation activity for various aglycones as glycosyl acceptors]
A mixed solution (0.5 mL) consisting of 0.2 mg/mL RpG, 5 mmol/L aglycone suspended in methanol, 1 mol/L maltose, and 20 mmol/L Tris-HCl (pH 8.0) was heated under light shielding for 1200 strokes/ Incubate at 40° C. for 30 minutes with shaking. The reaction was stopped by adding 50 μL of 1N HCl. The resulting solution was centrifuged at 4° C. and 20,000×g for 5 minutes, and the supernatant was analyzed using HPLC equipped with an SPD-M40A photodiode array detector and LC-MS. Furthermore, caffeic acid, naringenin, and resveratrol glucosides were purified from the reaction mixture, and their structures were analyzed using nuclear magnetic resonance (NMR) to identify the glucose binding positions.

[HPLC分析]
全てのアグリコン及びグリコシドの定量分析は、COSMOSIL 5C18 PAQカラム(4.6×150mm;Nacalai tesque)又はULTRON PS-80Hカラム(8.0×300mm;Shinwa Chemical Industries)を備えたHPLCシステム(Shimadzu)を使用して実施した。COSMOSILカラムを使用した場合、グラジエント溶出には5.7×10-2%(v/v) 酢酸(溶離液A)及びアセトニトリル(溶離液B)を使用した。流量は1.0mL/分とした。グラジエント条件は次のとおりである。0~5分:溶離液B 10%、5~16分:溶離液B 10~80%の直線勾配、16~17分:溶離液B 80~100の直線勾配、17~22分:溶離液B 100%、22~23分:溶離液B 100~10%の直線勾配、23~27分:溶離液B 10%。オートサンプラーのインジェクターニードルは、サンプル注入後の不溶性成分の凝固を防ぐためにメタノールで洗浄した。溶出液のモニターには、SPD-M10A、M20A、又はM40Aフォトダイオードアレイ検出器(Shimadzu)を使用した。ULTRONカラムを使用した場合、移動相はMilli-Q水とし、流量は1.0mL/分とした。溶出液のモニターには、屈折率検出器(RID-10A;Shimadzu)を使用した。
[HPLC analysis]
Quantitative analysis of all aglycones and glycosides was performed using an HPLC system (Shimadzu) equipped with a COSMOSIL 5C18 PAQ column (4.6 x 150 mm; Nacalai tesque) or an ULTRON PS-80H column (8.0 x 300 mm; Shinwa Chemical Industries). It was carried out using When using a COSMOSIL column, 5.7×10 −2 % (v/v) acetic acid (eluent A) and acetonitrile (eluent B) were used for gradient elution. The flow rate was 1.0 mL/min. The gradient conditions are as follows. 0-5 minutes: Eluent B 10%, 5-16 minutes: Eluent B 10-80% linear gradient, 16-17 minutes: Eluent B 80-100 linear gradient, 17-22 minutes: Eluent B 100%, 22-23 min: Eluent B 100-10% linear gradient, 23-27 min: Eluent B 10%. The injector needle of the autosampler was cleaned with methanol to prevent coagulation of insoluble components after sample injection. An SPD-M10A, M20A, or M40A photodiode array detector (Shimadzu) was used to monitor the eluate. When using the ULTRON column, the mobile phase was Milli-Q water and the flow rate was 1.0 mL/min. A refractive index detector (RID-10A; Shimadzu) was used to monitor the eluate.

[LC-MS分析]
COSMOSIL 5C18 PAQカラム(4.6×150mm;Nacalai tesque)を備えたLC-MSシステム(Shimadzu)を使用し、5.7×10-2%(v/v) 酢酸(溶離液A)及びアセトニトリル(溶離液B)を用いてグラジエント溶出を行った。流量は0.2mL/分とした。グラジエント条件は次のとおりである。0~15分:溶離液B 10%、15~37分:溶離液B 10~100%の直線勾配、37~57分:溶離液B 100%、57~59分:溶離液B 100~10%の直線勾配、59~70分:溶離液B 10%。オートサンプラーのインジェクターニードルは、サンプル注入後にメタノールで洗浄した。溶出液のモニターには、SPD-M20Aフォトダイオードアレイ検出器(Shimadzu)及びLCMS-2020(Shimadzu)を使用した。検出は、ネガティブモードエレクトロスプレーイオン化(ESI)を利用して実施した。MS条件は次のとおりである。インターフェース温度:350℃、脱溶媒和ライン(DL)温度:250℃、ネブライザーガス流量:1.5L/分、ヒートブロック温度:200℃、ドライガス流量:10L/分。
[LC-MS analysis]
An LC-MS system (Shimadzu) equipped with a COSMOSIL 5C18 PAQ column (4.6 x 150 mm; Nacalai tesque) was used with 5.7 x 10 -2 % (v/v) acetic acid (eluent A) and acetonitrile ( Gradient elution was performed using eluent B). The flow rate was 0.2 mL/min. The gradient conditions are as follows. 0-15 minutes: Eluent B 10%, 15-37 minutes: Eluent B 10-100% linear gradient, 37-57 minutes: Eluent B 100%, 57-59 minutes: Eluent B 100-10%. Linear gradient of 59-70 minutes: Eluent B 10%. The autosampler injector needle was cleaned with methanol after sample injection. An SPD-M20A photodiode array detector (Shimadzu) and LCMS-2020 (Shimadzu) were used to monitor the eluate. Detection was performed using negative mode electrospray ionization (ESI). The MS conditions are as follows. Interface temperature: 350°C, desolvation line (DL) temperature: 250°C, nebulizer gas flow rate: 1.5 L/min, heat block temperature: 200°C, drying gas flow rate: 10 L/min.

[NMR分析のためのグルコシドの精製]
レスベラトロール4’-O-α-グルコシド、CaUK1(カフェイン酸グルコシド)、CaUK2(カフェイン酸グルコシド)、及びNUK2(ナリンゲニングルコシド)は、COSMOSIL 5C18 PAQカラム(20×250mm;Nacalai tesque)を備えたHPLCシステム(Shimadzu)を使用して精製した。アイソクラティック溶出には、5.7×10-2%(v/v) 酢酸(溶離液A)及びアセトニトリル(溶離液B)の混合液を使用した。レスベラトロール4’-O-α-グルコシドの場合には溶離液Bの濃度を20%とし、CaUK1及びCaUK2の場合には溶離液Bの濃度を8%とし、NUK2の場合には溶離液Bの濃度を30%とした。溶出液のモニターには、SPD-M10Aフォトダイオードアレイ検出器(Shimadzu)を使用した。
[Purification of glucosides for NMR analysis]
Resveratrol 4′-O-α-glucoside, CaUK1 (caffeic acid glucoside), CaUK2 (caffeic acid glucoside), and NUK2 (naringenin glucoside) were prepared using a COSMOSIL 5C18 PAQ column (20 × 250 mm; Nacalai tesque). Purification was performed using a HPLC system (Shimadzu). For isocratic elution, a mixture of 5.7×10 −2 % (v/v) acetic acid (eluent A) and acetonitrile (eluent B) was used. For resveratrol 4'-O-α-glucoside, the concentration of eluent B was 20%, for CaUK1 and CaUK2, the concentration of eluent B was 8%, and for NUK2, the concentration of eluent B was 20%. The concentration of was set to 30%. An SPD-M10A photodiode array detector (Shimadzu) was used to monitor the eluate.

[NMR分析]
精製後の生成物をNMR装置(500MHz、Avance 500;Bruker)で分析し、H-NMR測定及び二量子フィルターH-Hシフト相関二次元NMR測定(DQF-COSY)で確認した。化学シフトは、溶媒シグナルに関連して割り当てた。 溶媒としては、メタノール-dを使用した。サンプルチューブの直径は5mmとした。
[NMR analysis]
The purified product was analyzed using an NMR device (500 MHz, Avance 500; Bruker), and confirmed by 1 H-NMR measurement and two-quantum filter 1 H- 1 H shift correlation two-dimensional NMR measurement (DQF-COSY). Chemical shifts were assigned relative to the solvent signal. Methanol-d was used as the solvent. The diameter of the sample tube was 5 mm.

<結果>
[組換えHisタグ融合RpGの精製及び反応]
Hisタグ融合RpG I及びHisタグ融合RpG IIを発現する組換え大腸菌を培養し、回収して破砕し、ニッケルアフィニティークロマトグラフィーに供して、Hisタグ融合RpG I及びHisタグ融合RpG IIを精製した。SDS-PAGEの結果から、Hisタグ融合RpG I及びHisタグ融合RpG IIは、いずれも分子量が約60kDaであることが確認された(図1A)。
<Results>
[Purification and reaction of recombinant His-tag fused RPG]
Recombinant E. coli expressing His-tag fused RpG I and His-tag fused RpG II were cultured, collected, disrupted, and subjected to nickel affinity chromatography to purify His-tag fused RpG I and His-tag fused RpG II. From the SDS-PAGE results, it was confirmed that both His-tag fused RpG I and His-tag fused RpG II had a molecular weight of about 60 kDa (FIG. 1A).

Thermoanaerobacter sp.やBacillus macerans等の微生物に由来するシクロデキストリングルカノトランスフェラーゼ(CGTase)によれば、レスベラトロール配糖体(3-O-α-グルコシド、3-O-α-マルトシド、4’-O-α-グルコシド、及び4’-O-α-マルトシド)が得られることが知られている(Bolton, G.W. et al., Science, 232, 983-985 (1986); Torres, P. et al., Adv. Synth. Catal., 353, 1077-1086 (2011))。そこで、CGTaseの反応混合物を標準物質として使用して、RpGによって生成されたレスベラトロールグルコシドのグルコース結合位置及び重合度を確認した(図1B)。CGTaseの反応混合物のHPLC分析では、クロマトグラムの10.78分、11.30分、11.90分、12.16分、及び13.83分の位置に連続的にピークが現れ、それぞれ、ピークP5(4’-O-α-マルトシド)、ピークP4(4’-O-α-グルコシド)、ピークP3(3-O-α-マルトシド)、ピークP2(3-O-α-グルコシド)、及びピークP1(レスベラトロール)に対応していた。これらのピークを、RpG I及びRpG IIの反応サンプルで確認されるピークと比較することで、RpG Iがレスベラトロールに対して高いグリコシル化活性を有していることが分かった。RpG Iによって生成された4’-O-α-グルコシド、3-O-α-グルコシド、及び4’-O-α-マルトシドの割合は、それぞれ98.3%、1.6%、及び0.1%であった。一方、RpG IIは非常に低い活性を示し、HPLCクロマトグラムのピーク面積から計算した4’位選択性は65.6%であった。 According to cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) derived from microorganisms such as Thermoanaerobacter sp. and Bacillus macerans, resveratrol glycosides (3-O-α-glucoside, 3-O-α-maltoside, 4'- O-α-glucoside and 4'-O-α-maltoside) are known to be obtained (Bolton, G.W. et al., Science, 232, 983-985 (1986); Torres, P. et al. ., Adv. Synth. Catal., 353, 1077-1086 (2011)). Therefore, the CGTase reaction mixture was used as a standard substance to confirm the glucose binding position and degree of polymerization of resveratrol glucoside produced by RpG (FIG. 1B). In HPLC analysis of the CGTase reaction mixture, peaks appeared consecutively at 10.78 minutes, 11.30 minutes, 11.90 minutes, 12.16 minutes, and 13.83 minutes in the chromatogram; P5 (4'-O-α-maltoside), peak P4 (4'-O-α-glucoside), peak P3 (3-O-α-maltoside), peak P2 (3-O-α-glucoside), and It corresponded to peak P1 (resveratrol). By comparing these peaks with the peaks confirmed in reaction samples of RpG I and RpG II, it was found that RpG I has high glycosylation activity toward resveratrol. The proportions of 4'-O-α-glucoside, 3-O-α-glucoside, and 4'-O-α-maltoside produced by RpG I were 98.3%, 1.6%, and 0.9%, respectively. It was 1%. On the other hand, RpG II showed very low activity, and the 4'-position selectivity calculated from the peak area of the HPLC chromatogram was 65.6%.

[RpG Iのグリコシル化活性におけるpH及び温度の影響]
グリコシルドナーとしてマルトースを使用したときのレスベラトロールに対するRpG Iのグリコシル化活性におけるpH及び温度の影響を、pH2.5からpH12.5まで、及び20℃から60℃までの範囲で調べた。4’-O-α-グルコシドを生成する最大の活性は、pH8.0(KPBを使用)、かつ50℃のときに観察された(図2A、図2C)。グリコシル化活性は40℃まで安定していたが、50℃を超える温度では急速に失われた(図2D)。pH安定性試験では、酵素はpH3.5からpH11.0までの間で最大の活性を維持した(図2B)。位置選択性に関しては、反応温度での違いは観察されず、4’位選択性は98.6%以上に保たれた。しかし、反応pHの低下に従って4’位選択性は低下し、pH3.5(クエン酸ナトリウム緩衝液を使用)で最終的に91.1%となった。逆に、反応pHが上昇すると4’位選択性も高まり、最終的にpH9.5で99.7%に達したが、いくつかの副生成物が検出された。これは、アルカリ性条件下でレスベラトロールが不安定であるためと推測される(Zupancic, S. et al., Eur. J. Pharm. Biopharm., 93, 196-204 (2015))。
[Effect of pH and temperature on glycosylation activity of RpG I]
The effect of pH and temperature on the glycosylation activity of RpG I towards resveratrol using maltose as the glycosyl donor was investigated from pH 2.5 to pH 12.5 and from 20°C to 60°C. Maximum activity to produce 4'-O-α-glucoside was observed at pH 8.0 (using KPB) and 50°C (Figure 2A, Figure 2C). Glycosylation activity was stable up to 40°C, but rapidly lost at temperatures above 50°C (Fig. 2D). In pH stability studies, the enzyme maintained maximum activity between pH 3.5 and pH 11.0 (Figure 2B). Regarding regioselectivity, no difference in reaction temperature was observed, and 4'-position selectivity was maintained at 98.6% or higher. However, as the reaction pH decreased, the 4'-position selectivity decreased and finally reached 91.1% at pH 3.5 (using sodium citrate buffer). Conversely, as the reaction pH increased, the 4'-position selectivity also increased and finally reached 99.7% at pH 9.5, although some by-products were detected. This is presumed to be because resveratrol is unstable under alkaline conditions (Zupancic, S. et al., Eur. J. Pharm. Biopharm., 93, 196-204 (2015)).

[RpG Iのグリコシル化活性における一価陽イオンの影響]
糖質加水分解酵素(GH)の配列に基づく分類によれば、細菌のα-グルコシダーゼはGHファミリー13(GH13)に分類される。過去の研究では、Halomonas sp. H11株及びEnsifer adhaerens NBRC 100388T株のα-グルコシダーゼ活性はNH 及びKによって亢進することが知られている(Ojima, T. et al., Appl. Environ. Microbiol., 78, 1836-1845 (2012); Suzuki, T. et al., Biocatal. Agric. Biotechnol., 30, 101837 (2012))。そこで、0.2mg/mL RpG Iの活性に対する種々の一価陽イオン(10mM)の影響も評価した。一価陽イオンの塩としては、CsCl、LiCl、RbCl、NHCl、NaCl、及びKClを使用した。20mmol/L KPB(pH8.0)を至適バッファーとして使用した場合(図2A参照)、活性は全ての陽イオンによって僅かに抑制された(表1)。但し、20mmol/L Tris-HCl緩衝液(pH8.0)を使用した場合、RpG I活性はCs及びLiによって135%に亢進した(表2)。
[Influence of monovalent cations on glycosylation activity of RpG I]
According to the sequence-based classification of carbohydrate hydrolases (GH), bacterial α-glucosidases are classified into GH family 13 (GH13). Previous studies have shown that the α-glucosidase activity of Halomonas sp. H11 strain and Ensifer adhaerens NBRC 100388 T strain is enhanced by NH 4 + and K + (Ojima, T. et al., Appl. Environ Microbiol., 78, 1836-1845 (2012); Suzuki, T. et al., Biocatal. Agric. Biotechnol., 30, 101837 (2012)). Therefore, the influence of various monovalent cations (10 mM) on the activity of 0.2 mg/mL RpG I was also evaluated. CsCl, LiCl, RbCl, NH 4 Cl, NaCl, and KCl were used as monovalent cation salts. When 20 mmol/L KPB (pH 8.0) was used as the optimal buffer (see Figure 2A), the activity was slightly inhibited by all cations (Table 1). However, when 20 mmol/L Tris-HCl buffer (pH 8.0) was used, RpG I activity was enhanced to 135% by Cs + and Li + (Table 2).

Figure 2023181589000003
Figure 2023181589000003

Figure 2023181589000004
Figure 2023181589000004

さらに、種々の濃度のLi(5、10、50、100、200、400、600、800、及び1000mmol/L)及びK(5、10、50、100、200、及び400mmol/L)による影響を評価した(図3A、図3B)。Li塩及びK塩としては、LiCl及びKClを使用した。4’-O-α-グルコシドの量は、400mmol/LのLi濃度まで濃度依存的に増加して最大2.5倍に達し、それよりも高濃度では減少した。対照的に、3-O-α-グルコシドの量は、1mol/LのLi濃度まで濃度依存的に増加した。Kでは活性が僅かに抑制された。4’位選択性は、100mmol/LのLi濃度まで濃度依存的に増加して最大99.1%に達し、それよりも高濃度では最小96.0%まで低下した。 Furthermore, with various concentrations of Li + (5, 10, 50, 100, 200, 400, 600, 800, and 1000 mmol/L) and K + (5, 10, 50, 100, 200, and 400 mmol/L) The effects were evaluated (Figure 3A, Figure 3B). LiCl and KCl were used as Li salt and K salt. The amount of 4'-O-α-glucoside increased in a concentration-dependent manner up to a 2.5-fold increase up to a Li + concentration of 400 mmol/L, and decreased at higher concentrations. In contrast, the amount of 3-O-α-glucoside increased in a concentration-dependent manner up to a Li + concentration of 1 mol/L. Activity was slightly suppressed with K + . The 4′-position selectivity increased concentration-dependently up to a Li + concentration of 100 mmol/L, reaching a maximum of 99.1%, and decreased to a minimum of 96.0% at higher concentrations.

なお、Liの効果は、RpG I、RpG II、及びアグリコンの種類によって異なっていた。このことは、GH13に有効な陽イオンは、酵素構造、グリコシルドナー、グリコシルアクセプター、及び反応条件の組み合わせによって異なることを示している。 Note that the effect of Li + differed depending on the type of RpG I, RpG II, and aglycon. This indicates that effective cations for GH13 vary depending on the combination of enzyme structure, glycosyl donor, glycosyl acceptor, and reaction conditions.

[RpG Iのグリコシル化活性におけるオリゴ糖の影響]
レスベラトロール4’-O-α-グルコシドの濃度を測定することにより、種々のオリゴ糖を使用してRpG Iのグリコシル化活性を評価した(表3)。活性が最も高かったのは、グリコシルドナーとしてマルトースを使用した場合であり、次がスクロースを使用した場合であった。トレハロースを使用した場合の活性は比較的低く、ラクトース及びセロビオースを使用した場合にはレスベラトロール4’-O-α-グルコシドが検出されなかった。マルトース、スクロース、及びトレハロースを使用した場合、4’選択性はそれぞれ98.3%、92.7%、及び94.6%であり、オリゴ糖の種類によってグリコシル化の位置選択性が異なることを示している。
[Influence of oligosaccharides on glycosylation activity of RpG I]
The glycosylation activity of RpG I was evaluated using various oligosaccharides by measuring the concentration of resveratrol 4'-O-α-glucoside (Table 3). The highest activity was obtained when maltose was used as the glycosyl donor, followed by sucrose. The activity was relatively low when using trehalose, and no resveratrol 4'-O-α-glucoside was detected when using lactose and cellobiose. When maltose, sucrose, and trehalose were used, the 4' selectivity was 98.3%, 92.7%, and 94.6%, respectively, indicating that the regioselectivity of glycosylation differs depending on the type of oligosaccharide. It shows.

Figure 2023181589000005
Figure 2023181589000005

さらに、アグリコンを含有しない場合のマルトースに対するRpG I及びRpG IIの加水分解活性を、ULTRONカラムを備えたHPLCを使用し、放出される遊離グルコースの濃度を測定することによって比較した。その結果、RpG Iの活性は、RpG IIの活性、及びLiを含む場合のRpG Iの活性に比べて、それぞれ約8倍及び約4倍であった(表4)。このことから、Liは、酵素を活性化することに加えて加水分解活性を抑制することにより、RpG Iのグリコシル化活性を増強することが示唆された。 Furthermore, the hydrolysis activities of RpG I and RpG II towards maltose in the absence of aglycone were compared by measuring the concentration of free glucose released using HPLC equipped with an ULTRON column. As a result, the activity of RpG I was about 8 times and about 4 times higher than that of RpG II and the activity of RpG I when Li + was included, respectively (Table 4). This suggested that Li + enhances the glycosylation activity of RpG I by suppressing the hydrolytic activity in addition to activating the enzyme.

Figure 2023181589000006
Figure 2023181589000006

[至適条件下でRpG Iを使用したレスベラトロールグルコシドの酵素的合成]
400mMのLiを含む40℃の20mmol/L Tris-HCl緩衝液中、0.2mg/mLのRpG Iを使用して、5mmol/L レスベラトロールのグリコシル化の時間経過を測定した(図4)。レスベラトロール4’-O-α-グルコシドの最大モル収率は30分の時点で41.6%に達し、生成物の濃度は2.08mmol/Lであった。この時点以降、加水分解反応が支配的になった。対照的に、3-O-α-グルコシド及び4’-O-α-マルトシドは時間依存的に合成され、それに応じて4’-O-α-グルコシドの割合が減少した。
[Enzymatic synthesis of resveratrol glucoside using RpG I under optimal conditions]
The time course of glycosylation of 5 mmol/L resveratrol was measured using 0.2 mg/mL RpG I in 20 mmol/L Tris-HCl buffer at 40 °C containing 400 mM Li + (Figure 4 ). The maximum molar yield of resveratrol 4′-O-α-glucoside reached 41.6% at 30 minutes, and the product concentration was 2.08 mmol/L. From this point onwards, hydrolysis reactions became dominant. In contrast, 3-O-α-glucoside and 4′-O-α-maltoside were synthesized in a time-dependent manner, with a corresponding decrease in the proportion of 4′-O-α-glucoside.

[種々のアグリコンに対するRpGの基質特異性]
RpGの基質特異性を評価するため、各ポリフェノール化合物を含む反応混合物を調製し、HPLCで分析して生成物を特定した(図5A~図5G)。反応混合物中に各アグリコンと同様の吸収スペクトルを有する未知のピーク(UK)が検出されたことから、RpG Iは、評価した全てアグリコン(レスベラトロール、カフェイン酸、フェルラ酸、6-ジンゲロール、ダイゼイン、(S)-エクオール、ゲニステイン、及びナリンゲニン)に対してグリコシル化活性を有しているようであった。一方、RpG IIは、評価した全てのアグリコンに対して殆ど活性を示さず、位置選択性を正確に評価することはできなかった。
[Substrate specificity of RpG for various aglycones]
To assess the substrate specificity of RpG, reaction mixtures containing each polyphenol compound were prepared and analyzed by HPLC to identify the products (Figures 5A to 5G). Since an unknown peak (UK) with absorption spectra similar to each aglycon was detected in the reaction mixture, RpG I was determined to contain all the aglycones evaluated (resveratrol, caffeic acid, ferulic acid, 6-gingerol, It appeared to have glycosylation activity on daidzein, (S)-equol, genistein, and naringenin). On the other hand, RpG II showed almost no activity against any of the aglycones evaluated, making it impossible to accurately evaluate regioselectivity.

[RpG Iの反応混合物のLC-MS分析]
LC-MSでRpG Iの反応混合物を分析し、MSスペクトルを参照してそれらがグルコシドであることを確認した(図示せず)。その結果、CaUK1(カフェイン酸グルコシド)、CaUK2(カフェイン酸グルコシド)、FUK1(フェルラ酸グルコシド)、6GUK2(6-ジンゲロールグルコシド)、DUK1(ダイゼイングルコシド)、DUK2(ダイゼイングルコシド)、EUK2((S)-エクオールグルコシド)、GUK1(ゲニステイングルコシド)、GUK2(ゲニステイングルコシド)、NUK1(ナリンゲニングルコシド)、及びNUK2(ナリンゲニングルコシド)は、単一のグルコース分子が各アグリコンに転移することによって形成されたモノグルコシドであることが分かった。対照的に、6GUK1(6-ジンゲロールグルコシド)及びEUK1((S)-エクオールグルコシド)は、ジグルコシドに対応していた。
[LC-MS analysis of RpG I reaction mixture]
The RpG I reaction mixture was analyzed by LC-MS and confirmed to be glucosides with reference to MS spectra (not shown). As a result, CaUK1 (caffeic acid glucoside), CaUK2 (caffeic acid glucoside), FUK1 (ferulic acid glucoside), 6GUK2 (6-gingerol glucoside), DUK1 (daidzein glucoside), DUK2 (daidzein glucoside), EUK2 ((S )-equol glucoside), GUK1 (genistein glucoside), GUK2 (genistein glucoside), NUK1 (naringenin glucoside), and NUK2 (naringenin glucoside) are monoglucosides formed by the transfer of a single glucose molecule to each aglycone. It turned out to be. In contrast, 6GUK1 (6-gingerol glucoside) and EUK1 ((S)-equol glucoside) corresponded to diglucosides.

[α-グルコシド又はβ-グルコシドの標準物質を使用したグルコース結合位置の決定及び推定]
LC-MS分析の結果、6-ジンゲロール及び(S)-エクオールに対するRpG Iの位置選択性が100%であることが分かった。本発明者らは、6-ジンゲロールについて、微生物由来のグリコシルトランスフェラーゼによって5-O-α-グルコシルジンゲロールが生成されることを報告している(Matsumoto, R. et al., J. Mol. Catal. B Enzym., 133, S200-S203 (2016))。そこで、精製した5-O-α-グルコシルジンゲロールを標準物質として使用して、6GUK2のグルコース結合位置を決定した。その結果、6GUK2が5-O-α-グルコシルジンゲロールであり、RpG Iが高い位置選択性でジンゲロールの第2級アルコールをグリコシル化したことが分かった(図5C参照)。
[Determination and estimation of glucose binding position using α-glucoside or β-glucoside standard]
LC-MS analysis revealed that the regioselectivity of RpG I for 6-gingerol and (S)-equol was 100%. The present inventors have reported that 5-O-α-glucosylgingerol is produced from 6-gingerol by a microbial-derived glycosyltransferase (Matsumoto, R. et al., J. Mol. Catal. B Enzym., 133, S200-S203 (2016)). Therefore, the glucose binding position of 6GUK2 was determined using purified 5-O-α-glucosylgingerol as a standard substance. The results showed that 6GUK2 was 5-O-α-glucosyl gingerol and that RpG I glycosylated the secondary alcohol of gingerol with high regioselectivity (see Figure 5C).

アノマー異性体であるα-グルコシド及びβ-グルコシドは、同様の極性を有し、HPLCでの保持時間が近似しているものの、α-グルコシドの方がβ-グルコシドよりも僅かに早く溶出する。そこで、ダイゼイン7-O-β-グルコシド(ダイジン)、ゲニステイン4’-O-β-グルコシド(ソフォリコシド)、及びゲニステイン7-O-β-グルコシド(ゲニスチン)を標準物質として使用して、ダイゼイン及びゲニステインのグルコース結合位置を推定した。その結果、DUK1及びダイジンの保持時間は一致していた。このため、DUK1及びDUK2はそれぞれ、7-O-α-グルコシド及び4’-O-α-グルコシドであると推定された(図5D参照)。また、GUK1及びGUK2の保持時間はそれぞれ、ゲニスチン及びソフォリコシドの保持時間と一致していた。このため、GUK1及びGUK2はそれぞれ、7-O-α-グルコシド及び4’-O-α-グルコシドであると推定された(図5F参照)。 Although the anomeric isomers α-glucoside and β-glucoside have similar polarity and similar retention times on HPLC, α-glucoside elutes slightly earlier than β-glucoside. Therefore, using daidzein 7-O-β-glucoside (Daidzin), genistein 4'-O-β-glucoside (Sophoricoside), and genistein 7-O-β-glucoside (Genistin) as standard substances, daidzein and genistein We estimated the glucose binding position of . As a result, the retention times of DUK1 and daidzin were the same. Therefore, DUK1 and DUK2 were estimated to be 7-O-α-glucoside and 4'-O-α-glucoside, respectively (see Figure 5D). Furthermore, the retention times of GUK1 and GUK2 were consistent with those of genistin and sophorocoside, respectively. Therefore, GUK1 and GUK2 were estimated to be 7-O-α-glucoside and 4'-O-α-glucoside, respectively (see Figure 5F).

[NMRを使用したグルコシドの構造解析]
RpG Iの位置選択性についてさらに知見を得るために、レスベラトロール4’-O-α-グルコシド、CaUK1、CaUK2、及びNUK2を反応混合物から精製し、NMR分析を行った。アグリコン及びグルコシドのH-NMRデータによれば、グリコシル化位置周辺の化学シフト値は低磁場側へシフトする。このシフトを参照することにより、グルコース結合位置を特定した。その結果、レスベラトロール4’-O-α-グルコシドの化学構造を確認した。また、CaUK1、CaUK2、及びNUK2はそれぞれ、カフェイン酸4-O-α-グルコシド、カフェイン酸3-O-α-グルコシド、及びナリンゲニン4’-O-α-グルコシドであると同定された。レスベラトロール4’-O-α-グルコシド、CaUK1、CaUK2、及びNUK2のH-NMRデータを以下に示す。
[Structural analysis of glucoside using NMR]
To gain further insight into the regioselectivity of RpG I, resveratrol 4'-O-α-glucoside, CaUK1, CaUK2, and NUK2, were purified from the reaction mixture and subjected to NMR analysis. According to 1 H-NMR data of aglycones and glucosides, the chemical shift values around the glycosylation site shift toward the downfield side. By referring to this shift, the glucose binding position was identified. As a result, the chemical structure of resveratrol 4'-O-α-glucoside was confirmed. Additionally, CaUK1, CaUK2, and NUK2 were identified as caffeic acid 4-O-α-glucoside, caffeic acid 3-O-α-glucoside, and naringenin 4'-O-α-glucoside, respectively. 1 H-NMR data of resveratrol 4'-O-α-glucoside, CaUK1, CaUK2, and NUK2 are shown below.

Figure 2023181589000007
Figure 2023181589000007

レスベラトロール4’-O-α-グルコシド
1H NMR dH (CD3OD): 7.46 (2H, d, J=8.7 Hz, H-f, H-i), 7.16 (2H, d, J=8.8 Hz, H-g, H-h), 7.00 (1H, d, J=16,3 Hz, H-d or H-e), 6.88 (1H, d, J=16,3 Hz, H-d or H-e), 6.46 (2H, s, H-a, H-c), 6.17 (1H, s, H-b), 5.50 (1H, d, J=3.7 Hz, H-j), 3.86 (1H, dd, J=9.3, 9.4 Hz, H-n), 3.73 (2H, d, J=14.1 Hz, H-l), 3.65-3.68 (1H, m, H-k), 3.58 (1H, dd, J=9.7, 3.6 Hz, H-o), 3.44 (1H, dd, J=9.3, 9.6 Hz, H-m).
Resveratrol 4'-O-α-glucoside
1 H NMR d H (CD 3 OD): 7.46 (2H, d, J=8.7 Hz, Hf, Hi), 7.16 (2H, d, J=8.8 Hz, Hg, Hh), 7.00 (1H, d, J =16,3 Hz, Hd or He), 6.88 (1H, d, J=16,3 Hz, Hd or He), 6.46 (2H, s, Ha, Hc), 6.17 (1H, s, Hb), 5.50 (1H, d, J=3.7 Hz, Hj), 3.86 (1H, dd, J=9.3, 9.4 Hz, Hn), 3.73 (2H, d, J=14.1 Hz, Hl), 3.65-3.68 (1H, m , Hk), 3.58 (1H, dd, J=9.7, 3.6 Hz, Ho), 3.44 (1H, dd, J=9.3, 9.6 Hz, Hm).

Figure 2023181589000008
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CaUK1:カフェイン酸4-O-α-グルコシド
1H NMR dH (CD3OD): 7.52 (1H, d, J=15.9 Hz, H-e), 7.29 (1H, d, J=8.35 Hz, H-b), 7.10 (1H, s, H-a), 7.02 (1H, d, J=8.0 Hz, H-c), 6.33 (1H, d, J=15.9 Hz, H-d), 5.42 (1H, d, J=3.7 Hz, H-f), 3.88 (1H, dd, J=9.4, 9.6 Hz, H-j), 3.75 (2H, d, J=23.3 Hz, H-h), 3.67-3.70 (1H, m, H-g), 3.60 (1H, dd, J=9.8, 3.8 Hz, H-k), 3.43 (1H, dd, J=9.3, 9.1 Hz, H-i).
CaUK1: Caffeic acid 4-O-α-glucoside
1 H NMR d H (CD 3 OD): 7.52 (1H, d, J=15.9 Hz, He), 7.29 (1H, d, J=8.35 Hz, Hb), 7.10 (1H, s, Ha), 7.02 ( 1H, d, J=8.0 Hz, Hc), 6.33 (1H, d, J=15.9 Hz, Hd), 5.42 (1H, d, J=3.7 Hz, Hf), 3.88 (1H, dd, J=9.4, 9.6 Hz, Hj), 3.75 (2H, d, J=23.3 Hz, Hh), 3.67-3.70 (1H, m, Hg), 3.60 (1H, dd, J=9.8, 3.8 Hz, Hk), 3.43 (1H , dd, J=9.3, 9.1 Hz, Hi).

Figure 2023181589000009
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CaUK2:カフェイン酸3-O-α-グルコシド
1H NMR dH (CD3OD): 7.56 (1H, d, J=15.9 Hz, H-e), 7.55 (1H, s, H-a), 7.18 (1H, d, J=8.4 Hz, H-c), 6.87 (1H, d, J=8.4 Hz, H-b), 6.32 (1H, d, J=16.0 Hz, H-d), 5.36 (1H, d, J=7.3 Hz, H-f), 3.87 (1H, dd, J=9.4, 9.6 Hz, H-j), 3.78 (2H, d, J=16.5 Hz, H-h), 3.72-3.77 (1H, m. H-g), 3.61 (1H, dd, J=9.5, 5.8 Hz, H-k), 3.42 (1H, dd, J=9.4, 9.2 Hz, H-i).
CaUK2: Caffeic acid 3-O-α-glucoside
1 H NMR d H (CD 3 OD): 7.56 (1H, d, J=15.9 Hz, He), 7.55 (1H, s, Ha), 7.18 (1H, d, J=8.4 Hz, Hc), 6.87 ( 1H, d, J=8.4 Hz, Hb), 6.32 (1H, d, J=16.0 Hz, Hd), 5.36 (1H, d, J=7.3 Hz, Hf), 3.87 (1H, dd, J=9.4, 9.6 Hz, Hj), 3.78 (2H, d, J=16.5 Hz, Hh), 3.72-3.77 (1H, m. Hg), 3.61 (1H, dd, J=9.5, 5.8 Hz, Hk), 3.42 (1H , dd, J=9.4, 9.2 Hz, Hi).

Figure 2023181589000010
Figure 2023181589000010

NUK2:ナリンゲニン4’-O-α-グルコシド
1H NMR dH (CD3OD): 7.44 (2H, d, J=8.7 Hz, H-e, H-h), 7.22 (2H, d, J=8.7 Hz, H-f, H-g), 5.91 (1H, s, H-a), 5.89 (1H, s, H-b), 5.52 (1H, d, J=3.6 Hz, H-i), 5.42 (1H, d, J=12.6, 3.1 Hz, H-f-1), 3.86 (1H, dd, J=9.3, 9.3 Hz, H-m), 3.72 (2H, d, J=15.7 Hz, H-k), 3.64-3.66 (1H, m, H-j), 3.58 (1H, dd, J=9.7, 3.5 Hz, H-n), 3.43 (1H, dd, J=9.3, 9.3 Hz, H-l), 3.13 (1H, d, J=12.7 Hz, H-g-1), 3.09 (1H, d, J=12.7 Hz, H-g-2), 2.75 (1H, d, J=17.1, 3.2 Hz, H-f-2).
NUK2: Naringenin 4'-O-α-glucoside
1 H NMR d H (CD 3 OD): 7.44 (2H, d, J=8.7 Hz, He, Hh), 7.22 (2H, d, J=8.7 Hz, Hf, Hg), 5.91 (1H, s, Ha ), 5.89 (1H, s, Hb), 5.52 (1H, d, J=3.6 Hz, Hi), 5.42 (1H, d, J=12.6, 3.1 Hz, Hf-1), 3.86 (1H, dd, J =9.3, 9.3 Hz, Hm), 3.72 (2H, d, J=15.7 Hz, Hk), 3.64-3.66 (1H, m, Hj), 3.58 (1H, dd, J=9.7, 3.5 Hz, Hn), 3.43 (1H, dd, J=9.3, 9.3 Hz, Hl), 3.13 (1H, d, J=12.7 Hz, Hg-1), 3.09 (1H, d, J=12.7 Hz, Hg-2), 2.75 ( 1H, d, J=17.1, 3.2 Hz, Hf-2).

[ポリフェノール化合物に対するRpG Iの位置選択性]
最後に、レスベラトロールグルコシドを除く各モノグルコシドについて、MSクロマトグラムのピーク面積から位置選択性を算出した(表5、表6)。ダイゼイン、(S)-エクオール及びゲニステインの各モノグリセリドについては位置選択性を確認していないため、表6中には、主要なモノグリセリドの割合を示している。この実験では、Rhizobium pusense JCM 16209T株由来のα-グルコシダーゼ(RpG I)が高い4’位選択性(98.3%)でレスベラトロールをグリコシル化し、レスベラトロール4’-O-α-グルコシドを生成することが明らかとなった。レスベラトロールの4’位は、フェニル基のパラ位に対応する。種々のポリフェノール化合物について検討した結果、レスベラトロールのパラ位選択的なグリコシル化は、多くのポリフェノール化合物に一般化できることが明らかとなった。実際、カフェイン酸及びナリンゲニンは、いずれも高いパラ位選択性でグリコシル化された。
[Regioselectivity of RpG I for polyphenol compounds]
Finally, for each monoglucoside except resveratrol glucoside, the regioselectivity was calculated from the peak area of the MS chromatogram (Tables 5 and 6). Since the regioselectivity of daidzein, (S)-equol, and genistein monoglycerides has not been confirmed, Table 6 shows the proportions of major monoglycerides. In this experiment, α-glucosidase (RpG I) derived from Rhizobium pusense JCM 16209 T strain glycosylated resveratrol with high 4' position selectivity (98.3%), resulting in resveratrol 4'-O-α- It was revealed that glucosides are produced. The 4' position of resveratrol corresponds to the para position of the phenyl group. As a result of studies on various polyphenol compounds, it became clear that para-selective glycosylation of resveratrol can be generalized to many polyphenol compounds. In fact, both caffeic acid and naringenin were glycosylated with high para-selectivity.

Figure 2023181589000011
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Figure 2023181589000012
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Claims (3)

レスベラトロール及び糖類を含む系に下記(a)~(c)のいずれかの酵素タンパク質を作用させることを含む、レスベラトロールのモノ配糖体の製造方法。
(a)配列番号1のアミノ酸配列からなるタンパク質。
(b)前記(a)のアミノ酸配列において1個若しくは数個のアミノ酸残基が置換、欠失、又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、グリコシルトランスフェラーゼ活性を有するタンパク質。
(c)前記(a)のアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつ、グリコシルトランスフェラーゼ活性を有するタンパク質。
A method for producing a monoglycoside of resveratrol, the method comprising allowing any of the enzyme proteins listed below (a) to (c) to act on a system containing resveratrol and saccharides.
(a) A protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
(b) A protein consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acid residues have been substituted, deleted, or added to the amino acid sequence of (a) above, and which has glycosyltransferase activity.
(c) A protein having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence of (a) above and having glycosyltransferase activity.
前記レスベラトロールのモノ配糖体が下記式(1)で表される、請求項1に記載のレスベラトロールのモノ配糖体の製造方法。
Figure 2023181589000013
[式中、Rは、α位で結合した糖残基を示す。]
The method for producing a resveratrol monoglycoside according to claim 1, wherein the resveratrol monoglycoside is represented by the following formula (1).
Figure 2023181589000013
[In the formula, R 1 represents a sugar residue bonded at the α-position. ]
前記糖残基がグルコース残基である、請求項2に記載のレスベラトロールのモノ配糖体の製造方法。 The method for producing a monoglycoside of resveratrol according to claim 2, wherein the sugar residue is a glucose residue.
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