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2017 Fiscal Year Research-status Report

新規GHファミリー134に属する酵素の機能・構造解析および生理学的役割の解明

Research Project

Project/Area Number 17K07734
Research InstitutionMeijo University

Principal Investigator

志水 元亨  名城大学, 農学部, 助教 (20423535)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 育男  名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (70743102)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsβ-マンナナーゼ / GH134 / Man134
Outline of Annual Research Achievements

β-マンナン(グルコマンナンおよびガラクトマンナン)は様々な植物に含まれる多糖で、環境中に存在する未利用バイオマスの一つであるため、バイオリファイナリーの原料として注目を集めている。申請者は、糸状菌Aspergillus nidulansが細胞外に分泌する既知のβ-マンナナーゼとは全く相同性を有さない新規β-マンナナーゼAnMan134Aを世界で初めて発見し、新しいGlycoside Hydrolase ファミリー134 (GH134) を創設した。
本申請では、A. nidulansおよびその他の糸状菌が有するGH134に属する糖質加水分解酵素の機能・構造解析およびそれらの生理学的役割を明らかにすることを目指した。
今年度は、A. nidulansのゲノムにコードされているMan134AのホモログであるAMan134B、AnMan134CおよびStreptomyces属の放線菌が有するStMan134Aのリコンビナントの調製と機能解析を実施した。AnMan134B、AnMan134CおよびStMan134Aはすべてβ-マンナナーゼ活性を有していたが、AnMan134Cのkcat/Km値は他と比較して低かった。また、実験に用いたβ-マンナン以外の多糖に対して活性はなかった。
AnMan134Aについては結晶化できたため、現在、X線結晶構造解析を試みている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

A. nidulansのゲノムにコードされているMan134AのホモログであるAMan134B、AnMan134CおよびStreptomyces属の放線菌が有するStMan134Aがβ-マンナナーゼであることを明らかに出来たことは評価できる。また、AnMan134Aの結晶化条件を検討し、X線結晶構造解析ができるようになったことは大きな進展である。

Strategy for Future Research Activity

AnMan134Aの構造を明らかにする。また、植物病原性の糸状菌Fusarium oxysporumのGH134に属するβ-マンナナーゼの機能および、その遺伝子破壊株を作製し、植物の細胞壁に含まれるβ-マンナンの分解能および植物病原性との関係について解析する。

  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Characterization of pH-tolerant and thermostable GH 134 β-1,4-mannanase SsGH134 possessing carbohydrate binding module 10 from Streptomyces sp. NRRL B-244842018

    • Author(s)
      Sakai Kiyota、Kimoto Saran、Shinzawa Yuta、Minezawa Miho、Suzuki Kengo、Jindou Sadanari、Kato Masashi、Shimizu Motoyuki
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 125 Pages: 287~294

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2017.10.009

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] NAD+/NADH homeostasis affects metabolic adaptation to hypoxia and secondary metabolite production in filamentous fungi2018

    • Author(s)
      Shimizu Motoyuki
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 82 Pages: 216~224

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1422972

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Oxygen-radical pretreatment promotes cellulose degradation by cellulolytic enzymes2017

    • Author(s)
      Sakai Kiyota、Kojiya Saki、Kamijo Junya、Tanaka Yuta、Tanaka Kenta、Maebayashi Masahiro、Oh Jun-Seok、Ito Masafumi、Hori Masaru、Shimizu Motoyuki、Kato Masashi
    • Journal Title

      Biotechnology for Biofuels

      Volume: 10 Pages: 290

    • DOI

      10.1186/s13068-017-0979-6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sirtuin E is a fungal global transcriptional regulator that determines the transition from the primary growth to the stationary phase2017

    • Author(s)
      Itoh Eriko、Odakura Rika、Oinuma Ken-Ichi、Shimizu Motoyuki、Masuo Shunsuke、Takaya Naoki
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 292 Pages: 11043~11054

    • DOI

      10.1074/jbc.M116.753772

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biochemical characterization of thermostable β-1,4-mannanase belonging to the glycoside hydrolase family 134 from Aspergillus oryzae2017

    • Author(s)
      Sakai Kiyota、Mochizuki Mai、Yamada Miyuki、Shinzawa Yuta、Minezawa Miho、Kimoto Saran、Murata Shunsuke、Kaneko Yuhei、Ishihara Saaya、Jindou Sadanari、Kobayashi Tetsuo、Kato Masashi、Shimizu Motoyuki
    • Journal Title

      Applied Microbiology and Biotechnology

      Volume: 101 Pages: 3237~3245

    • DOI

      10.1007/s00253-017-8107-x

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] プロテオミクスを基盤とした植物バイオマス分解に関わる糸状菌由来新規酵素の探索2018

    • Author(s)
      志水元亨
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
    • Invited
  • [Presentation] Oxygen-radical pretreatment promotes cellulose degradation by cellulolytic enzymes2018

    • Author(s)
      Saki Kojiya, Kiyota Sakai, Junya Kamijo, Kenta Tanaka, Masahiro Maebayashi, Jun-Seok Oh, Masafumi Ito, Masaru Hori, Motoyuki shimizu, Masashi Kato
    • Organizer
      ISPlasma 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新規 GH134 ファミリーに属する糖質加水分解酵素群の機能解析2017

    • Author(s)
      新沢裕大、酒井杏匠、鈴木健吾、木本紗蘭、神藤定生、志水元亨、加藤雅士
    • Organizer
      セルラーゼ研究会 第31回 大会
  • [Presentation] β-マンナナーゼ Man134A 変異体の機能およびマンナンを含む食品への応用2017

    • Author(s)
      鈴木健吾、酒井杏匠、新沢裕大、嶺澤美帆、神藤定生、前林正弘、林利哉、志水元亨、加藤雅士
    • Organizer
      日本食品科学工学会 第64回 大会
  • [Presentation] Aspergillus nidulansのセクレトーム解析から見出された新規ガラクタン分解酵素2017

    • Author(s)
      酒井杏匠、糀谷紗季、鈴木健吾、高須賀太一、堀千明、鈴木裕満、松江渚、志水元亨、加藤雅士
    • Organizer
      第17回 糸状菌分子生物学カンファレンス

URL: 

Published: 2018-12-17  

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