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Paenibacillus xylaniclasticusの植物細胞壁分解機構

Research Project

Project/Area Number 14J03816
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Environmental agriculture(including landscape science)
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

市川 俊輔  三重大学, 地域イノベーション学研究科, 特別研究員(DC2) (50781118)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsバイオリファイナリー / セルロース系バイオマス / 応用微生物学 / Paenibacillus
Outline of Annual Research Achievements

バイオリファイナリーのコンセプトを達成させるためには、セルロース系バイオマスの分解・可溶化を効率化させることが不可欠である。本研究では、セルロース系バイオマス分解細菌Paenibacillus xylaniclasticusのバイオマス分解機構を解明することを目的としている。
粉砕トウモロコシ葉を用いてP. xylaniclasticusを培養すると、1週間で60%程度を分解できることを明らかにした。P. xylaniclasticusを粉砕トウモロコシ葉で培養し、菌体と残存基質を含む沈殿を回収し、1%トリエチルアミンを用いて菌体・基質表面のタンパク質を回収した。このサンプルをゲル濾過クロマトグラフィーに供することで、分子量の大きなタンパク質を取得した。これをSDS-PAGEに供することで、このタンパク質が複数のタンパク質から構成されていることを確認した。またこれらの構成タンパク質は、セルラーゼ活性やキシラナーゼ活性をしていた。
酵素複合体を質量分析にて解析することで、構成タンパク質の1つはGHファミリー11に属するキシラナーゼだと同定できた。また、この N末端ペプチド配列解析にて、これまで類似の配列が報告されていない94 kDaのタンパク質を同定した。このタンパク質はセルラーゼ活性とキシラナーゼ活性を有しており、新規の糖質加水分解酵素であると示唆された。このタンパク質は細胞表層と結合できるSLHドメインを有していた。したがって、酵素複合体を細胞に結合させるのに機能しているものと考えられた。PAS染色により、このタンパク質には糖鎖が付与されていることを明らかにした。酵素複合体を構成する糖質関連酵素は、このタンパク質の糖鎖へ結合することで、複合体形成しているものと予想された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Carbohydrate-binding modules influence substrate specificity of an endoglucanase from Clostridium thermocellum.2016

    • Author(s)
      Shunsuke Ichikawa, Mitsuki Yoshida, Shuichi Karita, Makoto Kondo and Masakazu Goto.
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry.

      Volume: 80 Issue: 1 Pages: 188-192

    • DOI

      10.1080/09168451.2015.1069696

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bacterial production and secretion of water-insoluble fuel compounds from cellulose without the supplementation of cellulases.2015

    • Author(s)
      Shunsuke Ichikawa and Shuichi Karita.
    • Journal Title

      FEMS Microbiology Letters.

      Volume: 362 Issue: 24 Pages: fnv202-fnv202

    • DOI

      10.1093/femsle/fnv202

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Paenibacillus xylaniclasticus TW-1由来のセルロース系バイオマス分解性新規酵素複合体の構成タンパク質の同定2015

    • Author(s)
      井上皓太、市川俊輔、苅田修一
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] セルロース系バイオマス分解細菌Clostridium thermocellumの一貫プロセスによるセルロースからの高級アルコール生産2015

    • Author(s)
      市川俊輔、苅田修一
    • Organizer
      第67回生物工学会大会
    • Place of Presentation
      城山観光ホテル(鹿児島市)
    • Year and Date
      2015-10-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Direct higher alcohol production from cellulose by engineered Clostridium thermocellum.2015

    • Author(s)
      Shunsuke Ichikawa and Shuichi Karita.
    • Organizer
      Gordon Research Conference
    • Place of Presentation
      NH, USA.
    • Year and Date
      2015-08-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Lignocellulose Degradation and Biorefinery.2015

    • Author(s)
      Shunsuke Ichikawa and Shuichi Karita.
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      UNI PUBLISHERS CO., LTD
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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