Functional and mechanical analysis of cross-linked structure formed by xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase
| Project/Area Number |
19K15884
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 40020:Wood science-related
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
砂川 直輝 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 講師 (90839044)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
|
|---|
| Keywords | 細胞壁 / キシログルカン / セルロース / 糖質加水分解酵素 / 加水分解酵素 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
環境問題や気候変動等への国際的意識の高まりに対する対応として、より環境負荷の少ないバイオマス由来材料の創生が望まれている。一方、現状のバイオマス由来材料は強度や機能性の面で改善が必要とされる。本研究ではこの課題を解決する為、植物が広く有している架橋構造導入酵素キシログルカンエンドトランスグルコシダーゼ(XTH)に着目し、従来の生化学的なアプローチに精製細胞壁成分を用いた人工細胞壁モデルの構築と物理的強度測定を組み合わせる事で、XTH酵素が持つ機能と物理特性への影響を明らかに、知見を得る事を試みる。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では環境問題や気候変動等への国際的意識の高まりに対する対応としてより環境負荷の少ないバイオマス由来材料を創生すべく、植物体を形成する成分として代表的なセルロースとキシログルカンを互いに架橋することが出来る酵素キシログルカンエンドトランスグルコシダーゼ(以下、XTH)に着目し、多様なXTHの機能解析と、XTHによって架橋反応が行われたバイオマス材料の物理特性の理解を目的としている。
本年度は反応材料の物理特性の解析に必要となる多様なXTH酵素の取得を継続して検討し、同時にXTHの機能を比較するための測定準備を進めた。特に本年度はXTH酵素の研究に置いて大きなボトルネックとなっていた組換え酵素の生産において、普遍的に適用可能な生産プロトコルを確立するに至った。
植物を由来としたXTHを精製酵素として取得する事は依然として困難であったが、種々の組換えタンパク質発現ホスト、発現ベクター、融合タンパク質等を検討する事により広範なXTHタンパク質の発現に有効な組み合わせを見出す事が出来た。また調製した酵素は凝集性が非常に高く、精製後酵素を高濃度下に置くことにより、凝集沈殿の形成が確認されたが、 これに関しては酵素を溶解させるための溶媒条件を検討する事により解決する事が出来た。
現在は作成した組換えXTH発現系から数十mgスケールの組換え酵素を得る事が可能となっており、これを用いた酵素機能解析、取得酵素の結晶化、X線結晶構造解析による、基質特異性認識機構の解明に取り組むべく、作業を続けている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究のボトルネックとなっていた精製酵素の取得に関する目途が付いた。今後は機能の評価を推し進める。
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究のボトルネックとなっていた精製酵素の取得に目途が付いた事から、今後は種々の基質に対する反応を確認するとともに取得酵素のX線結晶構造解析による、基質特異性認識機構の解明にも取り組んでいく予定である。
|
Report
(4 results)
Research Products
(21 results)
-
[Journal Article] Special feature2023
Author(s)
砂川 直輝、久我 友大、五十嵐 圭日子
-
Journal Title
Bulletin of Applied Glycoscience
Volume: 12
Issue: 4
Pages: 209-215
DOI
ISSN
2185-6427, 2424-0990
Year and Date
2023-03-14
Related Report
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
