2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of artificial enzymes bearing lignin-binding peptide sequence and their delivery system
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15K14773
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
渡邊 隆司 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (80201200)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | リグニン / ペプチド / バイオリファイナリー / ラッカーゼ / リグニン分解酵素 / バイオマス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リグノセルロースのバイオリファイナリーにおいては、高選択的・高効率なリグニン分解法の確立が必要である。本研究では、リグニンに対し親和性の高い分子を得ることを目的として、リグニン親和性12-merペプチドを連結したタンデムダイマーペプチドを設計し、これらのペプチドとリグニンの相互作用を解析するとともに、タンデムダイマーペプチドを組み込んだラッカーゼを発現し、その反応性を解析した。SPRによって、ペプチドとスギ由来MWL (CMWL) およびユーカリ由来MWL (EMWL) の親和性測定を行った結果、タンデムダイマー化したペプチドはモノマーのペプチドと比較して約10倍高い親和性をもつことを明らかにした。ペプチドのCDスペクトル測定では、モノマーペプチド、ダイマーペプチドとも、ランダムコイル構造をとることが示された。FTIRではランダム構造の他、ストランド状構造もとることが示唆された。リグニンと混合させたモノマーペプチドのFTIR二次微分スペクトルでは、ペプチドのスペクトルが大きく変化し、リグニンとの相互作用によりペプチドのコンフォーメーションが大きな変化することが示された。次に、リグニン結合性ダイマーペプチド配列を担子菌Trametes versicolorのラッカーゼに連結させた遺伝子を、Pichia pastoris の発現ベクターに組み込み、組換えラッカーゼを生産した。リグニン結合性ペプチド配列は、N末端およびC末端に連携した組換えタンパクを調製した。リグニンとの親和性が強化された組換え酵素とnative型酵素を、単離リグニンと木材のマイクロ波水熱反応物と反応させた結果、リグニン結合性ペプチド配列を組み込むことにより、リグニンとの反応性が上昇し、低分子フラグメントが増えることを明らかにした。
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[Presentation] Analysis of molecular interaction of peptides with lignin for lignocellulosic biorefinery2016
Author(s)
T. Watanabe, A. Yamaguchi, S. Oshiro, T. Suetomi, H. Nishimura, T. Nagata, T. Mashima, M. Katahira, K. Isozaki, H. Takaya, M. Nakamura
Organizer
LignoBiotech IV - 4th Symposium on Biotechnology applied to Lignocelluloses
Place of Presentation
マドリッド
Year and Date
2016-06-21 – 2016-06-21
Int'l Joint Research
