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Genome mining for silent novel biomass-degrading enzymes from fungi

Research Project

Project/Area Number 18K05383
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38020:Applied microbiology-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Watanabe Akira  東北大学, 農学研究科, 助教 (70302198)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywordsゲノムマイニング / Aspergillus oryzae / Glycoside hydrolase / エンドグルカナーゼ / β-グルコシダーゼ / キシラナーゼ / タンナーゼ / バイオマス / pNP-グルコース / GH3 / GH5 / GH12 / GH1 / サイレント / セルロース結合ドメイン / GH10 / 反応生成物阻害 / 真菌類 / バイオマス分解酵素 / 麹菌
Outline of Final Research Achievements

In this study, from the genes presumed to encode cellulases on the Aspergillus oryzae genome using the genome mining method, unanalyzed genes were selected using various databases, and high expression strains in A. oryzae were generated and analyzed. Among them, we found that the putative endoglucanase EglA was an enzyme that retained unique activity, the putative β-glucosidase (Bgl) BglU/Bgl5 was an enzyme that was highly resistant to activity inhibition by glucose (reaction product), which was the biggest problem of Bgl, and the putative xylanase XynB was an enzyme that retained high properties of both optimum temperature and temperature stability.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、ゲノムマイニングの手法によって、推定バイオマス分解酵素遺伝子を麹菌ゲノムから網羅的に探索し、EglA、BglU/Bgl5、XynBといった有用な新規バイオマス分解酵素を取得できた。新規有用酵素の探索は、酵素を生産する微生物の発掘が従来研究の主流であったが、新たにゲノムマイニング法によって新規有用酵素の取得が可能であることが判明し、成果の波及効果は極めて大きいものと考えられる。また、本研究で取得できたBglU/Bgl5は、報告例の少ないグルコース(反応生成物)による活性阻害に対して耐性が高い酵素であったことから、今後社会実装化が期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Enzymatic degradation of xyloglucans by Aspergillus species: A comparative view of this genus2021

    • Author(s)
      Tomohiko Matsuzawa, Akira Watanabe, Takahiro Shintani, Katsuya Gomi, Katsuro Yaoi
    • Journal Title

      Applied microbiology and biotechnology

      Volume: 105 Issue: 7 Pages: 2701-2711

    • DOI

      10.1007/s00253-021-11236-8

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient production of recombinant tannase in Aspergillus oryzae using an improved glucoamylase gene promoter2020

    • Author(s)
      Kyotaro Ichikawa, Yoshihito Shiono, Tomoko Shintani, Akira Watanabe, Hiroshi Kanzaki, Katsuya Gomi, and Takuya Koseki
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 129 Issue: 2 Pages: 150-154

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2019.08.002

    • NAID

      40022159700

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 黒麹菌Aspergillus luchuensisの転写因子AmyRは特徴的な挙動を示す2020

    • Author(s)
      森瀬 太一、橋本 渉、渡部 昭、水谷 治、山田 修、新谷 尚弘、五味 勝也
    • Organizer
      糸状菌分子生物学研究会若手の会第8回ワークショップ(2020)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 麹菌のGH1 に属する菌体内局在型新規β-グルコシダーゼの酵素学的諸性質2020

    • Author(s)
      渡部 昭、新谷尚弘、五味勝也
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会(福岡)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 成熟タンパク質へのアミノ酸付加がAspergillus oryzae由来タンナーゼTanB の酵素学的性質に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      高橋千尋、市川響太郎、塩野義人、新谷智子、渡部 昭、神崎 浩、五味勝也、小関卓也
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会(福岡)
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 麹菌のGH1に属するグルコース耐性能を有した新規β-グルコシダーゼの酵素学的諸性質2019

    • Author(s)
      渡部 昭、新谷 尚弘、五味 勝也
    • Organizer
      第19回糸状菌分子生物学コンファレンス(2019)(札幌)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 大腸菌で高発現させた麹菌由来のGH1 に属する新規β-グルコシダーゼ(BglU/Bgl5)の酵素学的諸性質2019

    • Author(s)
      渡部 昭、新谷 尚弘、五味 勝也
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会(東京)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ゲノムマイニングによって新たに見出した麹菌のキシラナーゼ(XynB)の酵素学的諸性質2018

    • Author(s)
      渡部 昭,小幡公平,笹嶋由佳,氏家成隆,新谷尚弘,五味勝也
    • Organizer
      第18回糸状菌分子生物学コンファレンス(2018)(長岡)
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2025-01-30  

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