2019 Fiscal Year Research-status Report
無尽蔵の海藻バイオマスを原料とする革新的バイオプロダクト生産プラットフォーム構築
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18K11710
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
岡崎 文美 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (80545228)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原 清敬 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 准教授 (40434378)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 変異型イチイズタ / β-1,3-キシラン / β-1,3-キシラナーゼ / 統合バイオプロセス / グルタチオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、海藻バイオマスから様々な有用化学品を生産するためのプラットフォームの構築を目的とする。無尽蔵に増殖し沿岸生態系の破壊を引き起こしている有害海藻である変異型イチイズタをバイオマス源として、その細胞壁の主要構成多糖であるβ-1,3-キシランから有用化学品を生産する新たな技術を開発する。耐熱性β-1,3-キシラン糖化酵素を耐熱性酵母の細胞表層に提示することにより、酵素生産および糖化、発酵をワンステップで効率良く行う統合バイオプロセス（CBP:Consolidated Bio-Process）を確立する。有用化学品のモデル化合物として、医薬品原料であるグルタチオンをターゲットとし、将来的に様々な有用化学品を生産するプラットフォームとする。
本年度は、まずイワズタ科海藻であるイチイズタの構成糖分析を行った。硫酸加水分解-GC/MS法での分析の結果、主要構成糖は、キシロース（34.3%-dry wt.)、ガラクトース（3.1%-dry wt.)、グルコース（2.6%-dry wt.)であった。一方、酸性デタージェント繊維法により求めたリグニン含量は7.2%-dry wt.と低い値を示した。次いで、昨年度までに構築したβ-1,3-キシラン糖化酵素の大量分泌生産系により生産した超好熱性海洋細菌Thermotoga neapolitana由来の耐熱性β-1,3-キシラン糖化酵素によるイワズタ科海藻の糖化条件の最適化を行った。その結果、未処理あるいは簡便な前処理をした藻体を酵素糖化することが可能であり、基質濃度0.5％（w/v）における最適反応条件は、酵素濃度50 unit/ml、80℃、pH 6.5、反応時間10時間であり、その糖化率は約31％であった。さらに、β-1,3-キシラン糖化酵素を酵母細胞表層に提示するためのプラスミドベクターの構築を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画通り、昨年度までに構築したβ-1,3-キシラン糖化酵素大量分泌生産系により生産した酵素を用い、海藻細胞壁の糖化条件を最適化した。次いで、β-1,3-キシラン糖化酵素を酵母細胞表層に提示するためのプラスミドベクターの構築を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、耐熱性β-1,3-キシラン糖化酵素を細胞表層に提示した酵母を構築し、統合バイオプロセス（CBP:Consolidated Bio-Process）によるイワズタ科海藻からのグルタチオン生産系を構築する。宿主にグルタチオン生産遺伝子を高発現する酵母株を用い、生産条件を最適化する。
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| Causes of Carryover |
今年度に予定していた海外出張が、次年度に延期となったため、次年度使用額が生じた。次年度に、当初の使用計画に沿った内容の支出を計画している。新型コロナウィルス感染症の影響により海外出張が不可能な場合は、オンラインでの打ち合わせを行い、現地でのサンプリング委託費および依頼分析費用等に使用する計画である。
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