Real-time monitoring of cellulase activity using sugar oxidase

• Project/Area Number: 19688016
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Boundary agriculture
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: IGARASHI Kiyohiko The University of Tokyo, 大学院・農学生命科学研究科, 助教 (80345181)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥23,010,000 (Direct Cost: ¥17,700,000、Indirect Cost: ¥5,310,000); Fiscal Year 2008: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000); Fiscal Year 2007: ¥15,600,000 (Direct Cost: ¥12,000,000、Indirect Cost: ¥3,600,000)
• Keywords: バイオマス / セルラーゼ / 糖酸化酵素 / セルロース / 酸化還元反応 / 固液界面 / セロビオース脱水素酵素 / リアルタイムモニタリング

Research Abstract

本研究では、糖酸化酵素による活性検出法の感度の高さを利用し、これらの酵素に酸化還元電極を組み合わせることで、これまでの光学的手法では活性検出が不可能であった固体基質に対する酵素活性を、リアルタイムにモニタリングする手法を開発することを目的とした。2007年度は、メディエーターを用いた間接法によって、酸化還元電極を用いたセルラーゼ活性のリアルタイムモニタリングに成功し、さらに2008年度はメディエーターを介さない直説法によるセルラーゼ活性の測定にも成功した。

Research Products

• [Journal Article] Hydrated ionic liquid : choline dihydrogen phosphate as a biocatalysis medium of cellobiose dehydrogenase (2009)
  • Author(s): Fujita, K., Nakamura, N., Igarashi, K., Samejima, M., and Ohno, H.
  • Journal Title: Green Chem 11 Pages: 351-354
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of endoglucanase belonging to new subfamily of glycoside hydrolase family 45 from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium (2008)
  • Author(s): Igarashi, K., Ishida, T., Hori, C., and Samejima, M.
  • Journal Title: Appl. Environ. Microbial. 74 Pages: 5628-5634
• [Journal Article] Characterization of endoglucanase belonging to new subfamily of glycoside hydrolase family 45 from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium (2008)
  • Author(s): Igarashi, K., Ishida, T., Hori, C., and Samejima, M.
  • Journal Title: Appl. Environ. Microbiol 74 Pages: 5628-5634
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] セルロースバイオマスの有効利用に向けたセルラーゼの反応メカニズム解析 (2008)
  • Author(s): 五十嵐圭日子、和田昌久、鮫島正浩
  • Journal Title: バイオプラジャーナル 30 Pages: 16-21
• [Journal Article] Properties of family 79 β-glucuronidases that hydrolyze β-glucuronosyl and 4-0-methyl-β-glucuronosyl residues of arabinogalactan-protein (2008)
  • Author(s): Konishi, T. Kotake, T., Soraya, D., Matsuoka, K., Koyama, T., Kaneko, S., Igarashi, K., Samejima, M., and Tsumuraya. Y.
  • Journal Title: Carbohydrate Research
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal structure of intracellular family 1 (β -glucosidase BGL1A from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium (2007)
  • Author(s): Nijikken, Y., Tsukada, T., Tgarashi, K., Saemejima, M., Wakagi, T., Shoun, H., and Fushinobu, S.
  • Journal Title: FFBS Lett. 581 Pages: 1514-1520
• [Journal Article] Activation of crystalline cellulose to cellulose III_1 results in efficient hydrolysis by cellobiohydrolase (2007)
  • Author(s): Igarashi, K., Wada, M., Samejima, M.
  • Journal Title: FFBS J. 274 Pages: 1785-1792
• [Journal Article] Substrate recognition by glycoside hydrolase family 74 xyloglucanase from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium (2007)
  • Author(s): Ishida, T., Yaoi, K., Hiyoshi, A., Igarashi, K., and Samejima, M.
  • Journal Title: FFBS J. 274 Pages: 5727-5736
• [Journal Article] Role of subsite +1 residues in pH dependence and catalytic activity of the glycoside hydrolase family 1 β-glucosidase BGL1A from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium (2007)
  • Author(s): Tsukada, I., Igarashi, K., Fushinobu, S., and Samejima, M.
  • Journal Title: Biotechnoi. Bioeng. 99 Pages: 1295-1302
• [Journal Article] Crystal structure of intracellular family 1 β-glucosidase BGL1A from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium (2007)
  • Author(s): Nijikken, Y., Tsukada, T., Igarashi, K., Saemejima, M., Wakagi, T., Shoun, H., and Fushinobu, S.
  • Journal Title: FEBS Letters 581 Pages: 1514-1520
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activation of crystalline cellulose to cellulose III(I) results in efficient hydrolysis by cellobiohydrolase (2007)
  • Author(s): Igarashi, K., Wada. M., Samejima, M.
  • Journal Title: FEBS Journal 274 Pages: 1785-1792
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Substrate recognition by glycoside hydrolase family 74 xyloglucanase from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium (2007)
  • Author(s): Ishida, T., Yaoi, K., Hiyoshi, A., Igarashi, K., and Samejima, M.
  • Journal Title: FEBS Journal 274 Pages: 5727-5736
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of subsite+1 residues in pH dependence and catalytic activity of the glycoside hydrolase family 1 β-glucosidase BGL1A from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium (2007)
  • Author(s): Tsukada, T., Igarashi, K., Fushinobu, S., and Samejima, M.
  • Journal Title: Biotechnology and Bioengineering 99 Pages: 1295-1302
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two mutations convert mammalian xanthine oxidoreductase to highly superoxide-productive xanthine oxidase (2007)
  • Author(s): Asai, R. Nishino, T., Matsumura, T., Okamoto, K., Igarashi, K., Pai E.F., and Nishino, T.
  • Journal Title: Journal of Biochemistry 141 Pages: 525-534
  • NAID: 10020100130
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrated ionic liquid : choline dihydrogen phosphate as a biocatalysis medium of cellobiose dehydrogenase
  • Author(s): Fujita, K., Nakamura, N., Igarashi, K Samejima, M., and Ohno, H.
  • Journal Title: Green Chem. 11 Pages: 351-354
• [Presentation] セロビオース脱水素酵素電極を用いたセルラーゼ活性のリアルタイムモニタリング (2009)
  • Author(s): 松村洋寿、五十嵐圭日子、鮫島正浩、中村暢文、大野弘幸
  • Organizer: 第59回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: まつもと市民芸術館
  • Year and Date: 2009-03-16
• [Presentation] セロビオース脱水素酵素によるセルラーゼ活性のリアルタイムモニタリング(II):アルドース1-エピメラーゼを組み合わせた立体反転型酵素の活性測定 (2008)
  • Author(s): 五十嵐圭日子、石田卓也、塚田剛士、鮫島正浩
  • Organizer: 第58回日本木材学会
  • Place of Presentation: 茨城
  • Year and Date: 2008-03-18
• [Presentation] セロビオース脱水素酵素によるセルラーゼ活性のリアルタイムモニタリング(II):アルドース1-エピメラーゼを組み合わせた立体反転型酵素の活性測定 (2008)
  • Author(s): 五十嵐圭日子、石田卓也、塚田剛士、鮫島正浩、
  • Organizer: 第58回木材学会つくば大会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2008-03-18
• [Presentation] セロビオース脱水素酵素電極を用いたセルラーゼ活性のリアルタイムモニタリング (2008)
  • Author(s): 松村洋寿、五十嵐圭日子、鮫島正浩、中村暢文、大野弘幸
  • Organizer: 第59回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 長野
  • Year and Date: 2008-03-16
• [Presentation] 糖質加水分解酵素ファミリー45に属するエンドグルカナーゼ (2008)
  • Author(s): 五十嵐圭日子、石田卓也、堀千明、平石正男、岡本道子、鮫島正浩
  • Organizer: 第59回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 長野
  • Year and Date: 2008-03-15
• [Presentation] Surface density of cellobiohydrolase on crystalline celluloses : a critical parameter to evaluate enzymatic kinetics at a solid-liquid interface (2007)
  • Author(s): Igarashi, K., Wada, M., Same jima, M.
  • Organizer: International Cellulose Conference
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-10-23
• [Presentation] Surface density of cellobiohydrolase on crystalline celluloses: a critical parameter to evaluate enzymatic kinetics at a solid-liquid interface (2007)
  • Author(s): Igarashi, K., Wada, M., Samejima, M.
  • Organizer: International Cellulose Conference
  • Place of Presentation: 船堀タワーホール
  • Year and Date: 2007-10-23
• [Presentation] 担子菌Phanerochaete chrysosporium由来GHファミリー6セロビオヒドロラーゼによる高結晶性セルロースの分解 (2007)
  • Author(s): 五十嵐圭日子、石田卓也、和田昌久、鮫島正浩
  • Organizer: 応用糖質科学会平成19年度大会
  • Place of Presentation: 神奈川
  • Year and Date: 2007-08-30
• [Presentation] 担子菌Phanerochaete chrysosporium由来GHファミリー6セロビオヒドロラーゼによる高結晶性セルロースの分解 (2007)
  • Author(s): 五十嵐圭日子、石田卓也、和田昌久、鮫島正浩
  • Organizer: 応用糖質科学会平成19年度大会
  • Place of Presentation: 日本大学湘南キャンパス
  • Year and Date: 2007-08-30
• [Presentation] セロビオース脱水素酵素によるセルラーゼ活性のリアルタイムモニタリング (2007)
  • Author(s): 五十嵐圭日子、和田昌久、鮫島正浩、松村洋寿、中村暢文、大野弘幸
  • Organizer: 第57回木材学会広島大会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2007-08-10
• [Presentation] セロビオース脱水素酵素によるセルラーゼ活性のリアルタイムモニタリング (2007)
  • Author(s): 五十嵐圭日子、和田昌久、鮫島正浩、松村洋寿、中村暢文、大野弘幸
  • Organizer: 第57回木材学会広島大会
  • Place of Presentation: 安田女子大学(広島県)
  • Year and Date: 2007-08-10
• [Presentation] Activation of crystalline cellulose to cellulose III_I results inefficient hydrolysis by cellobiohydrolase (2007)
  • Author(s): Igarashi, K., Wada, M., Samejima, M.
  • Organizer: Gordon Research Conference
  • Place of Presentation: 米国ニューハンプシャー州
  • Year and Date: 2007-07-31
• [Presentation] Activation of crystalline cellulose to cellulose III_I results in efficient hydrolysis by cellobiohydrolase (2007)
  • Author(s): Igarashi, K., Wada, M., Samejima, M.
  • Organizer: Gordon Research Conference
  • Place of Presentation: 米国ニューハンプシャー州
  • Year and Date: 2007-07-31
• [Presentation] 担子菌Phanerochaete chrysosporium由来Cel6Aの反応特 (2007)
  • Author(s): 五十嵐圭日子、石田卓也、和田昌久、鮫島正浩
  • Organizer: セルロース学会第14回年次大会
  • Place of Presentation: 静岡
  • Year and Date: 2007-07-20
• [Presentation] 担子菌Phanerochaete chrysosporium由来Cel6Aの反応特性 (2007)
  • Author(s): 五十嵐圭日子、石田卓也、和田昌久、鮫島正浩
  • Organizer: セルロース学会第14回年次大会
  • Place of Presentation: 静岡大学
  • Year and Date: 2007-07-20
• [Presentation] Surface density of cellobiohydrolase on crystalline celluloses (2007)
  • Author(s): Igarashi, K., Wada, M., Samejima, M.
  • Organizer: International Conference of Biotechnology in Pulp and Paper Industry
  • Place of Presentation: 米国ウィスコンシン州
  • Year and Date: 2007-06-12
• [Presentation] 担子菌Phanerochaete chrysosporiumが生産する
  • Author(s): 松村洋寿、五十嵐圭日子、鮫島正浩、中村暢文、大野弘幸
• [Book] セルロース利用技術の最先端 (2008)
  • Author(s): 五十嵐圭日子、和田昌久、鮫島正浩
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Remarks] 2007年7月 平成18年度セルロース学会奨励賞「固液界面におけるセルラーゼの反応速度論的解析」受賞
• [Patent(Industrial Property Rights)] エンドグルカナーゼ活性を有する新規タンパク質、そのDNA、及びそれらの利用 (2008)
  • Inventor(s): 五十嵐圭日子、鮫島正浩
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人東京大学
  • Industrial Property Number: 2008-185219
  • Filing Date: 2008-07-16
• [Patent(Industrial Property Rights)] エンドグルカナーゼ活性を有する新規タンパク質、そのDNA、及びそれらの利用
  • Inventor(s): 五十嵐圭日子、鮫島正浩
  • Industrial Property Number: 2008-185219
• [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光染料の分解剤
  • Inventor(s): 原園幸一、鮫島正浩、五十嵐圭日子
  • Industrial Property Number: 2007-302145