低温地域に特化した持続的グルコース生産システムの創成
| Project/Area Number |
22K05939
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
|
|---|
| Research Institution | Health Sciences University of Hokkaido |
|---|
Principal Investigator |
堀内 正隆 北海道医療大学, 薬学部, 准教授 (90322825)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永田 崇 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (10415250)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2024: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
|
|---|
| Keywords | ハイブリッド酵素 / セルラーゼ / セルロース / 好冷菌 / タンパク質工学 / グルコース生産 / 結晶性セルロース |
|---|
| Outline of Research at the Start |
エタノールは、持続可能性をもつ代替燃料として注目されており、その原料となるグルコースを、バイオマスから低コストで生産するシステムの開発が急がれている。北海道などの低温地域は、豊富なバイオマス資源を有するが、既存の高温型酵素を利用したグルコース生産法では、加温コストが事業化の障壁となることから、低温地域に最適化された低温型グルコース生産技術が必要である。本研究では、氷温でバイオマスを分解することのできる好冷菌型ハイブリッドセルラーゼを開発し、低温地域に最適化された革新的グルコース生産システムを創成する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
令和4年度は、低温型ハイブリッドセルラーゼの酵素ユニットのうち、Sclerotinia borealisの溶解性多糖モノオキシゲナーゼ (sbLPMO) について、大腸菌、Pichia pastorisおよびBrevibacillusを宿主とした発現を試みた。S. borealisには3種類のLPMO候補遺伝子が存在していたため、それらをすべて発現ベクターにクローニングした。大腸菌では、組換えタンパク質はすべて不溶性画分として得られたことから、複数の条件下での可溶化やリフォールディングを試みたが、活性のある可溶化酵素は得られなかった。Pichia pastorisにおいては、そもそも目的タンパク質の発現を確認できなかった。これらに対し、Brevibacillusでは、2種類のsbLPMO遺伝子について、培地画分に組換えタンパク質が確認された。
発現したsbLPMOは、C末端側に付加したHis-tagを利用して、Niキレートカラムによるアフィニティー精製した。過酸化水素の存在下で、得られたsbLPMOのうちの1種類について2,6-ジメトキシフェノールの分解活性を調べたところ、pH 8のときに最大の活性を示すことが明らかとなった。
その他に、新規の酵素ユニットとして、S. borealisのセロビオースデヒドロゲナーゼ (sbCDH) のクローニングを行った。ただし、sbCDHの塩基配列は、データベース上のゲノムベースの配列とは異なる部分が複数存在することから、現在、他の種のCDHとの配列比較を行い、sbCDHの塩基配列の妥当性について検討している。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ハイブリッド酵素の酵素ユニットの個別生産のうち、当初2年間に実現すべき2種類のうち、1種類目の生産に成功したため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、ハイブリッド酵素の酵素ユニットの個別生産のうち、当初2年間に実現すべき2種類目の生産を実現し、それぞれの酵素活性を測定する。活性が確認できた酵素ユニット同士を、遺伝子工学的あるいはタンパク質化学的に接続したハイブリッド酵素を作製する。
|
Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
-
-
-
-
[Presentation] 構造解析のための FGF5 と aptamer の調製2022
Author(s)
植草 友也, 笹生 みなみ, 天野 亮, 行方 昌人, 堀内 正隆, 柳澤 拓也, 西本 翔, 田中 陽一郎, Farhana Ishrat Ghani, 山本 昌邦, 坂本 泰一
Organizer
第22回 若手NMR研究会
Related Report
