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Analysis of usuful monosaccharides-producing enzymes from polysaccharide-assimilating bacteria, strain NT5

Research Project

Project/Area Number 20K05835
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

Takaomi Nomura  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (90362110)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords多糖類分解 / アルギン酸 / ペクチン酸 / リアーゼ / 加水分解 / バイオエタノール / 単糖生産 / 多糖類分解細菌 / 酵素 / ペクチン質
Outline of Research at the Start

申請者が単離した新規細菌NT5株は、アルギン酸やペクチン質等の天然多糖類を分解・資化する酵素群の推定遺伝子を保有しており、下記課題を遂行することで「原料多糖類から有用単糖への高効率変換」の新規技術の基盤構築を図る。
【課題Ⅰ】個体レベルの解析:NT5株が分解・資化可能な多糖類を把握する。
【課題Ⅱ】遺伝子工学的アプローチによる解析:NT5株の多糖類分解・資化に寄与する推定遺伝子の機能同定と遺伝子工学的改良(アルギン酸とペクチン質を最優先)。
【課題Ⅲ】in vitro 単糖生産システムの最適化:課題Ⅱで得たリコンビナント酵素(改良型を含む)を用いて原料多糖類から単糖生産の反応組成や各種条件を最適化。

Outline of Final Research Achievements

In order to establish fundamental and practical methods for bioethanol production, we tried to carry out the following: 1) studying on the polysaccharide-assimilation profile of strain NT5, which we isolated as alginate-assimilating bacteria. 2) functional identification of putative genes for polysaccharide-degrading enzymes from strain NT5. We revealed that strain NT5 showed the assimilating ability for at least 8 polysaccharides containing alginate and pectin/pectate, and we succeeded to function-identify 6 different putative genes for alginate and pectin/pectate degrading enzymes in protein level. The results from this work imply that strain NT5 is the useful gene resource for the applications associated with mono- and oligosaccharides, such as bioethanol production.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

天然多糖類からの有用単糖の生産において、NT5株が保有する酵素群が高い潜在性を持つことが示された。本研究におけるこの成果は、単糖生産の高効率化に直結することから、バイオエタノールの実用的な生産系の基盤となり得るものであり、化石燃料への依存度の低下・クリーンエネルギーの割合増加の実現に向けた重要な位置づけにあると言える。また、NT5株が保有するユニークなアルギン酸分解酵素の発見は学術的に極めて興味深いものであり、エンド型/エキソ型の触媒様式をもたらす分子機構の解明につながると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] The natural bicyclic hexapeptide RA-VII is a novel inhibitor of the eukaryotic translocase eEF2.2022

    • Author(s)
      Miyoshi T, Nomura T, Takeya K, Uchiumi T.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 615 Pages: 88-93

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.05.035

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 裾花川の石油湧出地点より単離したバクテリア (Acinetobacter beijerinckii susohanaR) の石油分解能2020

    • Author(s)
      森脇 洋, 藤井 朱瑞, 伊藤 隆, 野村 隆臣
    • Journal Title

      信州大学環境科学論文集

      Volume: 42 Pages: 92-109

    • NAID

      120007099503

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 簡便かつ安価な大腸菌無細胞タンパク質合成系の構築を目指して2022

    • Author(s)
      Choong Chi Yan, 野村 隆臣
    • Organizer
      第86回 日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Long Type PL6 アルギン酸リアーゼに見られるユニークな特徴2022

    • Author(s)
      堀越 妃乃, 野村 隆臣
    • Organizer
      第86回 日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] カチオン化セルロースナノウィスカー/ポリビニルアルコール(PVA)複合フィルムの力学物性および抗菌性2022

    • Author(s)
      山崎 拓真, 野村 隆臣, 荒木 潤
    • Organizer
      2022年繊維学会年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌無細胞タンパク質合成系の低コスト化2022

    • Author(s)
      Choong Chi Yan, 野村 隆臣
    • Organizer
      第45回 日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] エンド型とエキソ型の触媒様式を示す PL6 アルギン酸リアーゼの生化学的特徴2022

    • Author(s)
      堀越 妃乃, 野村 隆臣
    • Organizer
      第45回 日本分子生物学会年会
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      2022 Annual Research Report
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    • Author(s)
      小坂 十理之, 野村 隆臣, 荒木 潤
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      第71回日本木材学会大会
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  • [Presentation] 銀ナノ粒子吸着ホヤセルロースナノウィスカー/ポリビニルアルコールナノコンポジットフィルムの力学物性2021

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      上田 哲平, 野村 隆臣, 荒木 潤
    • Organizer
      第71回日本木材学会大会
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    • Author(s)
      森脇 洋, 藤井 朱瑞, 伊藤 隆, 野村 隆臣
    • Organizer
      第29回環境化学討論会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] PL6アルギン酸リアーゼAly85NTに見られるユニークな酵素特性2021

    • Author(s)
      堀越 妃乃, 野村 隆臣
    • Organizer
      第73回日本生物工学会大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 銀ナノ粒子担持セルロース/PVA複合材料の力学物性及び抗菌性能2020

    • Author(s)
      小坂 十理之, 野村 隆臣, 荒木 潤
    • Organizer
      第70回日本木材学会大会 (鳥取大会)
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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