2012 Fiscal Year Research-status Report
バイオマス利用に向けた高セルロース分解性の好熱細菌による繊維分解・糖化過程の研究
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24580490
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
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Principal Investigator |
横山 浩 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産草地研究所畜産環境研究領域, 主任研究員 (40391370)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | C. bescii / マルチドメインセルラーゼ / 繊維分解 |
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| Research Abstract |
微生物の中で最も高温で結晶性セルロースを分解できる嫌気性高度好熱細菌Caldicellulosiruptor bescii (C. bescii)の細胞外分泌型セルラーゼ系を分子生物学的に解明することにより、これまでにない高活性なセルロース分解酵素の調製に向けた基礎技術を検討することが目的である。
方法：（１）C. besciiを嫌気培養（75℃）して、細胞外に分泌されたタンパク質を遠心分離法で回収した。その画分を硫安沈殿で濃縮（C. bescii細胞外分泌型セルラーゼ系）して、実験に用いた。（２）C. bescii細胞外分泌型セルラーゼ系をSDS-PAGEで分離後、バンドを切り出した。トリプシン処理した後、MALDI TOF MASでマルチドメインセルラーゼ遺伝子を同定した。（３）トリコデルマとの活性比較では、市販のT. reesei由来酵素（セルクラスト、シグマ）を使用した。
結果：（１）C. besciiセルラーゼ系をSDS-PAGE、MASで解析したところGH5, 9, 10, 44, 48とCBM3から構成される4つのマルチドメインセルラーゼが主成分であることが分かった。（２）C. besciiセルラーゼ系の様々な基質に対する活性を決定した。（３）C. besciiセルラーゼ系とトリコデルマ由来セルラーゼのAvicel, チモシー牧草, イナワラ（10 g/L）に対する分解活性を比較したところ、C. besciiセルラーゼはその3つの基質に対しておよそ2.0～2.5高い活性があることが分かった。
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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
4つのマルチドメインセルラーゼがC. besciiセルラーゼ系の主成分であることが分かった。さらにAvicel, チモシー, イナワラに対する分解活性はトリコデルマ由来酵素よりもおよそ2.0～2.5倍高いことが分かり、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度同定された4つのC. besciiマルチドメインセルラーゼを大腸菌や酵母などの異種細胞での発現系を構築して、比活性や温度、ｐＨ依存性などを調べる。さらに大量発現・調整系の検討も行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
比較的順調に実験が進行したため、微生物培養試薬類など消耗品に掛る経費が少なく次年度に研究費704,705円を繰り越すことになった。
今年度は、ガラス器具・チップ類：20万円、微生物培養試薬類：50万円、遺伝子工学用試薬などその他の消耗品類：50万円、人件費：90万円、旅費：10万円を計画している。
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