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Molecular design of nylon oligomer degradation enzyme and its application to bioproduction

Research Project

Project/Area Number 22360350
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Biofunction/Bioprocess
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

NEGORO Seiji  兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90156159)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) TAKEO Masahiro  兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40236443)
KATO Dai-ichiro  兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60423901)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) HIGUCHI Yoshiki  兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 教授 (90183574)
SHIBATA Naoki  兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 准教授 (30295753)
GOTO Yuji  大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (40153770)
IKEGAMI Takahisa  大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (20283939)
SHIGETA Yasuteru  筑波大学, 数理物質科学研究科, 教授 (80376483)
KAMIYA Katsumasa  神奈川工科大学, 准教授 (60436243)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥19,370,000 (Direct Cost: ¥14,900,000、Indirect Cost: ¥4,470,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2011: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2010: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Keywordsナイロン / 結晶構造解析 / 耐熱性 / 生分解 / 加水分解 / 耐熱化 / 加水分解酵素 / X線結晶構造解析 / 6-アミノカプロン酸 / 6-アミノカプロン酸 / X線結晶構造解析 / 耐熱性酵素 / リサイクル技術 / ガスクラスター2次イオン質量分析 / ナイロンオリゴマー / 6-Aminohexanoate oligomer / Arthrobacter / ω-ラウロラクタム / ε-カプロラクタム / ナイロンオリゴマー分解酵素 / アミド合成
Research Abstract

Nylon hydrolase is a member of the N-terminal nucleophile hydrolase superfamily that is responsible for the degradation of nylon-6. X-ray crystallographic analysis revealed that the enzyme constitute four identical heterodimers, which resulted from the autoprocessing of the precursor protein (36 kDa). The catalytic residue of NylC was identified as the N-terminal Thr-267 of the 9-kDa subunit. Amino acid mutations at subunit interfaces of the tetramer were observed to drastically alter the thermostability of the protein. In particular, four mutations (D122G/H130Y/D36A/E263Q) of wild-type NylC enhanced the protein thermostability by 36 oC.

Report

(5 results)
  • 2013 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (55 results)

All 2014 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (20 results) (of which Peer Reviewed: 20 results) Presentation (34 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Enzymatic hydrolysis of nylons : quantification of the reaction rate of nylon hydrolase for thin-layered nylons2014

    • Author(s)
      Nagai, K. Iida, K. Shimizu, K. Kinugasa, R. Izumi, M. Kato, D. Takeo, M. Mochiji, K. & Negoro S.
    • Journal Title

      Appl. Microbiol. Biotechnol

      Volume: (in press)

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    • Author(s)
      Katsumasa Kamiya, Takeshi Baba, Mauro Boero, Toru Matsui, Seiji Negoro, and Yasuteru Shigeta
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 5 Issue: 7 Pages: 1210-1216

    • DOI

      10.1021/jz500323y

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    • Author(s)
      加藤太一郎, 武尾正弘
    • Journal Title

      生物工学会誌

      Volume: 92巻特集(掲載決定)

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    • Author(s)
      Nagai, K., Yasuhira, K., Tanaka, Y., Kato, D., Takeo, M., Higuchi, Y., Negoro, S., & Shibata N.
    • Journal Title

      KI72 Acta Cryst.

      Volume: F69 Issue: 10 Pages: 1151-1154

    • DOI

      10.1107/s1744309113024263

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    • Author(s)
      根来誠司, 永井圭介, 大島 祥平, 飯田一希, 加藤太一郎, 武尾正弘,持地広造, 柴田直樹
    • Journal Title

      (総説)酵素工学ニュース

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      根来誠司、永井圭介、大島祥平、飯田一希、加藤太一郎、武尾正弘、持地広造、柴田直樹、樋口芳樹
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      酵素工学ニュース

      Volume: 69 Pages: 12-18

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      D.Kato, T.Kubo, M.Maenaka, K.Niwa, Y.Ohmiya, M.Takeoa, S.Negoro
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      Volume: 69

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      S.Negoro, et al
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      J.Biol.Chem.

      Volume: 287 Issue: 7 Pages: 5079-5090

    • DOI

      10.1074/jbc.m111.321992

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      Masahiro Takeo, Yoshihiro Maeda, Junko Maeda, Naoki Nishiyama, Chitoshi Kitamura, Dai-ichiro Kato, Seiji Negoro
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      Microbiology

      Volume: 158 Issue: 7 Pages: 1796-1807

    • DOI

      10.1099/mic.0.055335-0

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      D.Kato, Y.Hiraishi, K.Yokoyama, K.Niwa, Y.Ohmiya, M.Takeo, S.Negoro
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      Luminescence

      Volume: 27 Pages: 124-125

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      M.Maenaka, D.Kato, T.Kubo, K.Niwa, Y.Ohmiya, M.Takeo, S.Negoro
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      Luminescence

      Volume: 27 Pages: 137-138

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    • Author(s)
      K.Yasuhira, et al
    • Journal Title

      Acta Crystallgor

      Volume: 67 Issue: 8 Pages: 892-895

    • DOI

      10.1107/s1744309111022858

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    • Author(s)
      T.Baba, et al
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett.

      Volume: 507 Issue: 1-3 Pages: 157-161

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2011.03.046

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    • Author(s)
      D.Kato, T.Tatsumi, A.Bansho, K.Teruya, H.Yoshida, M.Takeo, S.Negoro
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      Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic

      Volume: 69 Pages: 140-146

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      T.Baba, K.Kamiya, T.Matsui, N.Shibata, Y.Higuchi, T.Kobayashi, S.Negoro, Y.Shigeta
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      Volume: (印刷中)

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      Yamamoto K, Nishimura M, Kato D, Takeo M, Negoro S
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      Journal of Bioscience and Bioengineering.

      Volume: (印刷中)

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      Yasuhira, K.Shibata, N., Mongami, G., Uedo, Y., Atsumi, Y Kawashima, Y., Hibino, A, Tanaka, Y., Lee, Y-Ho, Kato, D., Takeo, M., Higuchi, Y., Negoro S
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 285 Pages: 1239-1248

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      Kawashima, Y., Yasuhira, K., Shibata, N., Matsuura, Y., Tanaka, Y., Taniguchi, M., Miyoshi, Y., Takeo, M., Kato, D., Higuchi, Y., Negoro, S.
    • Journal Title

      Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic

      Volume: 64 Pages: 81-88

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    • Author(s)
      Kato D, Yoshida H, Takeo M, Negoro S, Ohta H
    • Journal Title

      Bioscience Biotechnology Biochemistry

      Volume: 74 Pages: 2405-2412

    • NAID

      10027727906

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      衣笠 凌, 永井圭介, 三田隆二, 篠田昌宜, 柴田 直樹, 樋口芳樹, 李 映昊, 後藤祐 児, 加藤太一郎, 武尾正弘, 根来誠司
    • Organizer
      第65回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場
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      2013-09-19
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      永井圭介, 大島祥平, 柴田直樹, 樋口芳樹, 馬場 剛史, 重田育照, 加藤太一郎, 武尾 正弘, 根来誠司
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      第65回日本生物工学会大会
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      広島国際会議場
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      2013-09-19
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      根来誠司
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      東北大学・川内キャンパス
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    • Place of Presentation
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      大島祥平, 永井圭介, 柴田直樹, 樋口芳樹, 加藤太一郎, 武尾正弘, 根来誠司
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      永井圭介, 三田隆二, 篠田昌宜, 柴田直樹, 樋口芳樹, 李映昊, 後藤祐児, 加藤太一郎, 武尾正弘, 根来 誠司
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      Yasuteru Shigeta, Katsumasa Kamiya, Takeshi Baba, Toru Matsui, Mauro Boero, Yoshiki Higuchi, and Seiji Negoro
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      Symposium on Enzymes & Biocatalysis-2012
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      Xi'an Qujiang International Conference Center, Xi'an
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      Takeshi Baba, Katsumasa Kamiya, Toru Matsui, Mauro Boero, Seiji Negoro, and Yasuteru Shigeta
    • Organizer
      The XIVth International Congress of Quantum Chemistry (14th ICQC)
    • Place of Presentation
      Boulder, Colorado, USA
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      2011-09-29
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      2011-03-26
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      大島祥平, 田中優佑, 永井圭介, 柴田浩, 柴田直樹, 加藤太一郎, 武尾正弘, 樋口芳樹, 根来誠司
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      東京農工大学小金井キャンパス(東京都)(2Dp13(口頭発表))
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      三田隆二, 田中優佑, 永井圭介, 柴田直樹, 李映昊, 加藤太一郎, 武尾正弘, 樋口芳樹, 後藤祐児, 根来誠司
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      第63回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      東京農工大学小金井キャンパス(東京都)(2Dp14(口頭発表))
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 耐熱化NylCによる6ナイロンの酵素分解2011

    • Author(s)
      永井圭介, 田中優佑, 三田隆二, 大嶋渉平, 井内健輔, 加藤太一郎, 武尾正弘, 持地広造, 根来誠司
    • Organizer
      第63回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      東京農工大学小金井キャンパス(東京都)(2Dp15(口頭発表))
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] アミド化合物の酵素合成:高効率触媒の形成要件2011

    • Author(s)
      小林達也, 中田悠介, 馬場剛史, 河島康之, 柴田直樹, 加藤太一郎, 武尾正弘, 樋口芳樹, 重田育照, 松井亨, 神谷克政, 根来誠司
    • Organizer
      第63回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      東京農工大学小金井キャンパス(東京都)(3Da01(口頭発表))
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ナイロンオリゴマー分解酵素NylBの基質認識機構2011

    • Author(s)
      西口拓紀, 中田悠介, 小林達也, 河島康之, 重田育照, 馬場剛史, 神谷克政, 武尾正弘, 加藤太一郎, 根来誠司
    • Organizer
      第63回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      東京農工大学小金井キャンパス(東京都)(3Da02(口頭発表))
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 6-アミノヘキサン酸環状二量体加水分解酵素(NylA)の基質結合部位の解析2011

    • Author(s)
      日比野敦, 柴田直樹, 加藤太一郎, 武尾正弘, 樋口芳樹, 根来誠司
    • Organizer
      第63回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      東京農工大学小金井キャンパス(東京都)(3Da12(口頭発表))
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ナイロンオリゴマー分解酵素を用いたアミド合成に関する研究2010

    • Author(s)
      中田悠介, 河島康之, 小林達也, 柴田直樹, 加藤太一郎, 武尾正弘, 樋口芳樹, 根来誠司
    • Organizer
      第64回 酵素工学研究会
    • Place of Presentation
      東京大学・山上会館
    • Year and Date
      2010-11-19
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ナイロンオリゴマー加水分解酵素(NylC)の高度耐熱化とその分子機構2010

    • Author(s)
      田中優佑, 柴田浩, 橋本悠, 柴田直樹, 李映昊, 加藤太一郎, 武尾正弘, 樋口芳樹, 後藤祐児, 根来誠司
    • Organizer
      第64回 酵素工学研究会
    • Place of Presentation
      東京大学・山上会館
    • Year and Date
      2010-11-19
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Enzymatic degradation and synthesis of nylon-6 related compounds2010

    • Author(s)
      根来誠司
    • Organizer
      国際バイオポリマーシンポジウム2010 (ISBP2010)
    • Place of Presentation
      ドイツ(シュツットガルト)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-10-04
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 各種ナイロンの酵素的モノマー化のための条件検討

    • Author(s)
      飯田一希、永井圭介、加藤太一郎、武尾正弘、根来誠司
    • Organizer
      第65回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場 (広島市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 高解像度X線結晶構造解析を基盤としたナイロン加水分解酵素(NylC)の耐熱化機構の解明

    • Author(s)
      衣笠 凌、永井圭介、三田隆二、篠田昌宜、柴田 直樹、樋口芳樹、李 映昊、後藤祐児、加藤太一郎、武尾正弘、根来誠司
    • Organizer
      第65回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場 (広島市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子動力学シミュレーションによるナイロン加水分解酵素(NylC)の自己分断機構の解析

    • Author(s)
      永井圭介、大島祥平、柴田直樹、樋口芳樹、馬場 剛史、重田育照、加藤太一郎、武尾正弘、根来誠司
    • Organizer
      日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場 (広島市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 66ナイロンダイマーのNylB変異酵素を用いた分解挙動の解析

    • Author(s)
      矢部勇貴、西口拓紀、石和久 健、加藤太一郎、武尾正弘、根来誠司
    • Organizer
      日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場 (広島市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ナイロンオリゴマー分解酵素の反応機構に対するアミノ酸変異の効果

    • Author(s)
      馬場剛史, 神谷克政, 松井亨, 奥野克樹, マウロボエロ, 根来誠司, 中野雅由, 重田育照
    • Organizer
      分子科学討論会2012
    • Place of Presentation
      東京大学 (東京都)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] アシル化反応に対するアミノ酸変異の効果

    • Author(s)
      馬場剛史, 神谷克政, 松井亨, 根来誠司, Mauro Boero, 中野雅由, 重田育照
    • Organizer
      第10回京都大学福井謙一記念センターシンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学 (京都府)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc3/

    • Related Report
      2013 Final Research Report

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Published: 2010-08-23   Modified: 2019-07-29  

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