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2013 Fiscal Year Research-status Report

キチン質の酵素糖化促進因子の解析

Research Project

Project/Area Number 25850077
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Research InstitutionIchinoseki National College of Technology

Principal Investigator

中川 裕子  一関工業高等専門学校, 講師 (70435577)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsキチン / 酵素分解 / 促進因子 / 多糖バイオマス / 組換え酵素
Research Abstract

1) キチン結合タンパクに属するSgCBP V, キチン結合ドメインを持つプロテアーゼの組換えタンパクに関して精製法を確立した。
CBDを持つタンパクはキチンアフィニティカラムで最初の精製を行った。ワンステップでは不純物が取り除けなかったため、限外濾過カラム、もしくはイオン交換カラムを用いた精製法で2段階精製する方法を確立した。また、プロテアーゼに関してもベンザミジンカラムを用いて初めの精製を行い、イオン交換カラムで2段階精製に成功した。25年度中でSgCBP II-V全て、及びキチン結合ドメインを持つプロテアーゼの精製に成功した。
2) 組換えタンパクの大量精製を行い、相乗効果試験及び詳細な活性測定をする。SgCBP II-IVに関しては、キチンを基質とした活性をUHPLCで直接測定する実験を進めている。
3)SgCBP Vに関しては、大量精製に成功し、キチンを基質とした相乗効果試験の再現性を確認中である。また、キチンと同じ多糖質であるセルロース上でも活性があることが確認できたため、セルロースと市販のセルラーゼとの組み合わせも試している。現時点では得られた分解産物の検出方法が確立できていないため、反応系をスケールアップするか、検出系を感度の高いものにするか検討中である。
4)キチン結合ドメインを持つプロテアーゼをキチン質とタンパクの複合体であるエビ殻に作用させ、酵素分解の前処理に効果を示すことを証明した。このタンパクは自己分解作用を示すため、大量精製が困難ではあるが、精製法は確立できたので、十分な精製タンパクが得られ次第さらに実験を進める。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

組換えタンパクの精製条件が思ったより順調に決定できたため、必要なタンパクを揃えることができた。いずれのタンパクも予想通りの促進効果を示し、良い再現性が得られた。
プロテアーゼに関しては大量精製の点で苦労しているが、エビ殻に作用させると後の酵素分解に効果があることが証明できた。また、変異型酵素に関しても作成を進めているところで、精製ができているものもある。

Strategy for Future Research Activity

1) 引き続き相乗効果試験と至適pHや至適温度、濃度等を解析し、各酵素のキャラクタライゼーションを行う。4種類のSgCBPの働きの違いを明確にしたい。粉砕処理により、検出が簡単なように試験に適した基質を準備し、物性を調べてから使用することにより、基質の構造も考察できる。盛んに工業的利用が行われているにもかかわらず、構造解明が遅れているα-キチンを中心に解析を進めたい。他研究室との共同研究を進める。
2) SgCBP Vのセルロース上での効果を明らかにする。
3) 変異型のCBPを作成し、機能向上に応用する。
4) それぞれの基質に合わせたカスタムメイドの酵素液を提案する。至適な割合や組み合わせは、基質によって異なることが予想される。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

年度末の学会発表の際、研究の一端を担ってくれている学生の旅費に使う予定であったが、別の財源から出すことができたため残額が生じた。
試薬、もしくはプラスチック器具等の消耗品の購入に充てる予定である。

  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 糖質資源の活用に向けた酵素分解系の開発2013

    • Author(s)
      中川裕子
    • Journal Title

      応用糖質科学

      Volume: 3(3) Pages: 197-199

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conversion of -Chitin Substrates with Varying Particle Size and Crystallinity Reveals Substrate Preferences of the Chitinases and Lytic Polysaccharide Monooxygenase of Serratia marcescens.2013

    • Author(s)
      Yuko S Nakagawa, Vincent G. H. Eijsink, Kazuhide Totani and Gustav Vaaje-Kolstad
    • Journal Title

      Journal of Agricultural and Food Chemistry

      Volume: 61 Pages: 11061-11066

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/jf402743e

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of supercritical water and mechanochemical grinding treatments on physicochemical properties of chitin2013

    • Author(s)
      Mitsumasa Osada, Chika Miura, Yuko S. Nakagawa, Mikio Kaihara, Mitsuru Nikaido and Kazuhide Totani
    • Journal Title

      Carbohydrate Polymers

      Volume: 92 Pages: 1573-1578

    • DOI

      dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2012.10.068

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 地域糖質資源を利用した機能性食品・素材の開発2013

    • Author(s)
      戸谷一英、古関健一、中川裕子、長田光正、二階堂満
    • Journal Title

      応用糖質科学

      Volume: 3(2) Pages: 159-165

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Streptomyces griseus由来のAA10, SgCBP Vの諸性質と機能解析2014

    • Author(s)
      千葉大介, 畠山彩乃, 戸谷一英, 中川裕子
    • Organizer
      日本農芸化学会2014年度大会
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] Streptomyces griseus由来のAA10 familyの キチン分解促進効果2014

    • Author(s)
      中川裕子, 工藤まどか, 竹林晃, 戸谷一英, 大塚未来, 渡邉剛志, Vincent G.H. Eijsink, Gustav Vaaje-Kolstad
    • Organizer
      日本農芸化学会2014年度大会
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] Serratia marcescens 2170由来CBP21のファミリー19キチナーゼによるキチン分解への効果2014

    • Author(s)
      高橋亮大、森山拓実、猪又義広、杉本華幸、中川裕子、鈴木一史、戸谷一英、渡邉剛志
    • Organizer
      日本農芸化学会2014年度大会
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] キチン分解酵素ChiA, ChiB およびChiC の キチンへの結合解離挙動の分子観察2014

    • Author(s)
      加藤 早紀・中川 裕子・森 俊明
    • Organizer
      日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学 東山キャンパス
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] AFM フォースマッピングを用いた酵素的 キチン分解反応の加速効果の直接観察2014

    • Author(s)
      宍戸 啓介・中川 裕子・森 俊明
    • Organizer
      日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学 東山キャンパス
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] SgCBP V of AA10s from Streptomyces griseus accelerated enzymatic chitin degradation.2013

    • Author(s)
      Daisuke CHIBA, Yuko NAKAGAWA
    • Organizer
      3rd International Symposium on Technology for Sustainability
    • Place of Presentation
      Hong Kong IVE
    • Year and Date
      20131120-20131122
  • [Presentation] AA10-type (auxiliary activity family 10) proteins from Streptomyces griseus accelerate enzymatic chitin degradation2013

    • Author(s)
      Yuko S. Nakagawa, Madoka Kudo, Vincent G. H. Eijsink, Kazuhide Totani and Gustav Vaaje-Kolstad
    • Organizer
      第10回Asia-Pacific Chitin & Chitosan Symposium・第27回日本キチン・キトサンシンポジウム
    • Place of Presentation
      米子コンベンションセンター
    • Year and Date
      20131004-20131008
  • [Remarks] 一関工業高等専門学校 物質化学工学科

    • URL

      http://www.ichinoseki.ac.jp/gyoseki/che/NakagawaYuko.html

URL: 

Published: 2015-05-28  

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