深海由来の新奇セルロース分解菌が生産するセルラーゼの特異性を探る

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26850226
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 内村 康祐 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生命理工学研究開発センター, 技術副主事 (70416006)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: セルラーゼ / 深海

Outline of Annual Research Achievements

深海環境で進化したセルラーゼの基礎的知見を取得する事を研究目的とする。平成27は深海由来の難培養性の細菌であるGE09株及びTYM08株の各種酵素の詳細な解析を行った。
GE09株については触媒部位のアミノ酸が置換がされている事が明らかになった酵素を大腸菌を用いて組換え発現した結果、セルロースの分解を確認する事はできなかった。平成26年度の解析結果からセルロースの分解が確認できた組換え酵素は10℃程度でも活性がある事が判明していたが、さらなる詳細な結果から4℃以下の低温中においても活性を保持している事が明らかになり、水深1000mで５℃を切るような深海環境に適応していることの一部が確認できた。
構造予測から報告の無い機能ドメインを保持している可能性が高いと考えられたセロビオハイドロラーゼに関して基質との結合や分解を中心に解析を実施した。その結果、解析では機能保持が予想されていなかった領域においてセルロースとの結合を示唆する結果が得られた。
TYM08株に関しては僅かながらに酵素を精製できる程度の培養系の確立、またブレビバチルスを宿主とした組換え酵素生産系の確立を行った。その結果、得られた酵素の１つであるエンドグルカナーゼはGE09株の酵素と比較して最適温度が高いこと、また大変興味深い事に組換え酵素との比較及びPAS染色の結果などから糖鎖を共有結合で保持するグリコプロテインである可能性が高い事が明らかになった。
これらの実験結果から深海環境への適応を具体的に示すところまでは明らかにする事ができなかったが、セルロース分解とはイメージ的に結びつきにくい深海環境において、ユニークなセルラーゼを生産する細菌が生息している可能性が高い事が示された。