2022 Fiscal Year Annual Research Report
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21K19167
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
橋本 渉 京都大学, 農学研究科, 教授 (30273519)
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2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 細菌走化性 / アルギン酸 / ペクチン / バイオ燃料 / 食品廃棄物 / X線結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルギン酸は褐藻類（コンブやワカメ）の細胞外に多量に分泌される多糖であり、ペクチンは植物細胞壁を構成する主要な多糖の一つである。褐藻類の加工残渣や柑橘類の果皮は食品廃棄物として利活用が求められている。本研究では、アルギン酸とペクチンに対する資化性と走化性を示すSphingomonas属細菌A1株を対象として、生育の初発であるアルギン酸とペクチンの認識、およびそれに伴う走化性発現に関わる分子機構を解明し、細菌走化性を活用した食品廃棄物の資源化を目的とする。今年度は以下の成果を得た。
エタノール生産性を付与したSphingomonas属細菌A1株を軟寒天培地で継代培養することにより、エタノール生産性・運動性発現株を育種した。本発現株はミカン果皮に接近することから、ミカン果皮に対して正の走化性を示すことを明らかにした。本発現株はミカン果皮からバイオエタノールを生産した。
変異剤によりA1株にランダム変異を導入したアルギン酸走化性欠損株は、アルギン酸資化性を残存していることから、走化性に重要なアルギン酸を認識する機能が欠損していることが示唆された。本欠損を相補する遺伝子を野生株ゲノムから取得することに努めている。
研究期間全体を通して、Sphingomonas属細菌A1株のペクチン走化性発現に重要なペクチン認識（トリガー）タンパク質の機能と構造を解析することにより、当該タンパク質がペクチン走化性と資化性の二機能性を示し、ペクチンの鎖長に応じて分子内のドメイン開閉度を変化させることによりサイズ依存的な基質親和性の強弱を制御する新たな細胞生理機構を明らかにした。走化性を発現するSphingomonas属細菌A1株がアルギン酸を含む褐藻類藻体とペクチン含有ミカン果皮のそれぞれから有用物質（バイオエタノール）を生産することから、食品廃棄物として処理される加工残渣の新たな有効活用への途を拓くことができた。
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