放線菌を宿主とする新しいタンパク質発現系開発と応用

• Project/Area Number: 18760591
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biofunction/Bioprocess
• Research Institution: Kobe University (2007); Kanazawa University (2006)
• Principal Investigator: 荻野 千秋 Kobe University, 工学研究科, 准教授 (00313693)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2007: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2006: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: 放線菌 / 分泌発現 / 大量発現

Research Abstract

放線菌は土壌中に広く存在し、特徴的な菌糸形態を有するグラム陽性の原核生物であり、抗生物質をはじめとする多種多様な二次代謝物を生産する。当研究室では放線菌-大腸菌シャトルベクターであるpUC702にStreptoverticillium cinnamoneum由来分泌性タンパク質Phospholipase D(PLD)の遺伝子および、その上流プロモーター領域と下流ターミネター領域を導入pUc702-promoter-PLDを構築し、Streptomyces lividansに組換えを施すことで、野生株に対し、約20倍のPLDの分泌生産を示した^<[1]>。本研究では、効率的なタンパク質生産やタンパク質の表層提示発現を目的として、本遺伝子組換え発現系の分泌生産に関与している分泌シグナル領域に様々な変異を導入しその発現挙動について解析を行った。また、放線菌由来の膜タンパク質をアンカーとしてPLDと融合発現させ放線菌におけるタンパク質の表層発現系の構築、Phospholipase A2(PLA2)などの有用タンパク質とPLDとの融合タンパク質発現系を構築した。その結果、以下の点について明らかとなった。
1)放線菌ではGly-Xxx-Glyもシグナルペプチダーゼが認識してシグナルは切断される。
2)PLD由来シグナルペプチドは疎水性が強くなることでタンパク質の生産性が向上することが明らかとなった。
3)放線菌におけるPLD-PLA2融合タンパク質発現系を構築できた。また、codon usageが適切でないとタンパク質の合成は中断してしまう。

Research Products

• [Journal Article] Continuous production of phospholipase D using immobilized recombinant Streptomyces lividans (2007)
  • Author(s): C. Ogino, M. Kanemasu, M. Fukumoto, T. Kubo, T. Yoshino, A. Kondo, H. Fukuda, N. Shimizu
  • Journal Title: Enzyme Microb. Technol. 41 Pages: 156-161
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Remarkable enhancement in activity of PLD from Streptoverticillium cinnamoneum by substituting serine into the GG/GS motif (2007)
  • Author(s): C. Ogino, H. Daido, Y. Ohmura, N. Takada, Y. Itou, A. Kondo, H. Fukuda, N. Shimizu
  • Journal Title: Biochim. Biophys. Acta 1774 Pages: 671-678
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sonocatalytic degradation of methylene blue with TiO2 pellets in water (2007)
  • Author(s): N.Shimizu, C.Ogino, M.F.Dadjour, T.Murata
  • Journal Title: Ultarson.Sonochem. 14 Pages: 184-190
• [Journal Article] Continuous production of phospholipase D using immobilized recombinant Streptomyces lividans (2007)
  • Author(s): C.Ogino, M.Kanemasu, T.Kubo, T.Yoshino, A.Kondo, H.Fukuda, N.Shimizu
  • Journal Title: Enzyme Microb.Technol. (印刷中)
• [Journal Article] Disinfection of Legionella pneumophilia by Ultrasonic Treatment with TiO2 (2006)
  • Author(s): F.D.Mahmoud, C.Ogino, S.Matsumura, N.Shimizu
  • Journal Title: Water Res. 40 Pages: 1137-1142
• [Journal Article] Enhancement of sonocatalytic cell lysis of Escherichia coli in the presence of TiO2 (2006)
  • Author(s): C.Ogino, M.F.Dadjour, K.Takaki, N.Shimizu
  • Journal Title: Biochem.Eng.J. 32 Pages: 100-105
• [Journal Article] ナノテクノロジーによる新規がん治療法 (2006)
  • Author(s): 清水宣明, 荻野千秋, 高木圭子, 山岸紗也花, 野瀬律子
  • Journal Title: 最新医学 特集がん領域におけるドラッグデリバリーシステム(DDS) 61(6) Pages: 1075-1083
• [Patent(Industrial Property Rights)] 放線菌を宿主とする新しいタンパク質発現系開発と応用 (2007)
  • Inventor(s): 荻野千秋, 清水宣明
  • Industrial Property Rights Holder: 金沢大学
  • Filing Date: 2007-02-13