2016 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamic visualization of extracellular information processing space using synthetic and degrading enzymes of plant cell wall components
| Project Area | Plant cell wall as information-processing system |
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| Project/Area Number |
24114008
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
五十嵐 圭日子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (80345181)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物細胞壁 / バイオマス / セルロース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①植物細胞壁成分の自己組織化
平成28年度ではこれまでの研究に引き続き、植物細胞壁の生合成過程で重要な役割を担っていると考えられるエクスパンシンやキシログルカンエンドトランスグルコシダーゼ／トランスフェラーゼ（XTH）などのタンパク質に関して、共同研究を含めた発現系の構築を試みた。その結果、いくつかの発現系において組換えタンパク質の生産に成功し、特に東北大学との共同で行ったシロイヌナズナ由来XTH3の研究ではXTHによるセルロース-セルロース間、およびセルロース-キシログルカン間のつなぎ替え活性の発見など新規の細胞壁モデルの構築につながる成果が得られ、Scientific Report誌に公表した。一方、本研究においては様々な植物細胞壁由来のタンパク質に対して組換え発現系の構築を試みたが、多くは発現量などの点に問題があり、効率的な発現系の構築に向けては何らかのブレイクスルーが必要である事が示唆された。
② 植物細胞壁分解酵素の基質認識を利用した細胞壁の動的可視化
平成28年度は、高速原子間力顕微鏡（HS-AFM）を用いてタマリンド種子由来キシログルカンの動態が観察可能であることを明らかにし、キシログルカンが単純なコイル状構造以外の形態をとることを明らかにした。さらに周波数変調原子間力顕微鏡（FM-AFM）を用いた結晶性セルロースの可視化し、グルコースの水酸基の原子像を得ることにも成功した。また、メタノール資化性酵母Pichia pastorisを用いたランダム変異導入法の開発にも成功し、Biotechnology for Biofuel誌に成果を公表した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] The plant enzyme AtXTH3 catalyses covalent crosslinking between cellulose and cellooligosaccharide2017
Author(s)
Shinohara, N., Sunagawa, N., Tamura, S., Yokoyama, R., Ueda, M., Igarashi, K., and Nishitani, K.
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Association of amphipathic lignin derivatives with cellobiohydrolase groups improves enzymatic saccharification of lignocellulosics2017
Author(s)
Yamamoto, Y., Cheng, N., Koda, K., Igarashi, K., Tamai, Y., and Uraki, Y.
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Journal Title
Cellulose
Volume: 24
Pages: 1849-1862
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A protease/peptidase from culture medium of Flammulina velutipes that acts on arabinogalactan-protein2017
Author(s)
Yoshimi, Y., Sugawara, Y., Hori, C., Igarashi, K., Kaneko, S., Tsumuraya, Y., and Kotake, T.
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Journal Title
Biosci. Biotechnol. Biochem.
Volume: 81
Pages: 475-481
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Development of simple random mutagenesis protocol for the protein expression system in Pichia pastoris2016
Author(s)
Tachioka, M., Sugimoto, N., Nakamura, A., Sunagawa, N., Ishida, T., Uchiyama, T., Igarashi, K., and Samejima, M.
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Journal Title
Biotechnol. Biofuels
Volume: 9
Pages: 199
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Single-molecule Imaging analysis of binding, processive movement, and dissociation of cellobiohydrolase Trichoderma reesei Cel6A and its domains on crystalline cellulose2016
Author(s)
Nakamura, A., Tasaki, T., Ishiwata, D., Yamamoto, M., Okuni, Y., Visootsat, A., Maximilien, M., Noji, H., Uchiyama, T., Samejima, M., Igarashi, K., and Iino, R.
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Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 291
Pages: 22404-22413
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Characterization of an LPMO from the brown-rot fungus Gloeophyllum trabeum with broad xyloglucan specificity, and its action on cellulose-xyloglucan complexes2016
Author(s)
Kojima, Y., Varnai, A., Ishida, T., Sunagawa, N., Petrovic, D., Igarashi, K., Jellison, J., Goodell, B., Alfredsen, G., Westereng, B., Eijsink, V., and Yoshida M.
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Journal Title
Appl. Environ. Microbiol.
Volume: 82
Pages: 6557-6572
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] pH-dependent electron transfer reaction and direct bioelectrocatalysis of the quinohemoprotein pyranose dehydrogenase2016
Author(s)
Takeda, K., Matsumura, H., Ishida, T., Yoshida, M., Igarashi, K., Samejima, M., Hiroyuki Ohno, and Nakamura, N.
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Journal Title
Biochem. Biophys. Res. Commun.
Volume: 477
Pages: 369-373
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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