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極限微生物に由来する多糖分解酵素の分子解剖

研究課題

研究課題/領域番号 12650783
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物・生体工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

中村 聡  東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (50227899)

研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2001年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2000年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード生物・生体工学 / バイオテクノロジー / タンパク質 / 多糖分解酵素 / 極限微生物 / 好アルカリ性細菌 / キシラン / キシラナーゼ / 触媒ドメイン / キシラン結合ドメイン / ファージディスプレイ / 進化分子工学 / タンパク質工学 / 反応至適pH
研究概要

好アルカリ性バシラス属細菌41M-1株に由来するキシラナーゼ(多糖キシランの加水分解酵素)に注目し,その好アルカリ性機構および基質認識・識別機構の分子レベルでの解明と,反応至適pHならびに基質特異性の変換を目的として,以下の研究を実施した。
(1)触媒ドメインに存在する基質の認識・識別に関与するアミノ酸残基の特定
41M-1株キシラナーゼの触媒残基近傍にアミノ酸置換を導入した各種変異型酵素を調製し,その基質キシランとの相互作用を調べることにより,本酵素の基質認識・識別に関与する芳香族アミノ酸残基を特定することができた。
(2)触媒ドメインに存在する反応至適pHに関与するアミノ酸残基の特定
41M-1株キシラナーゼの触媒ドメインにある種のアミノ酸置換を導入することにより,反応至適pHが酸性側に大きくシフトすることがわかり,本酵素の好アルカリ性に関与するアミノ酸残基を明らかにすることができた。
(3)キシラン結合ドメインのキシラン認識機構の解明
41M-1株キシラナーゼのキシラン結合ドメインをコードする遺伝子にランダム変異を導入し,ファージディスプレイした後,キシランへの結合能を失ったファージを選抜した。キシランへの結合能を失ったキシラン結合ドメインにおける変異導入箇所を調べることにより,キシラン認識に関与するアミノ酸残基を特定することができた。また,41M-1株キシラナーゼのキシラン結合ドメインは,キシランを単糖レベルおよびオリゴ糖レベルの両方で認識・結合することを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] K.Endo et al.: "Molecular Cloning of a Chitinase Gene from Newly Isolated Alkaliphilic Nocardiopsis sp. Strain F96"Extremophiles. (In press). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Komatsu et al.: "Thermostable Synthetic Hemoprotein"Chem.Lett.. 32. 108-109 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Yatsunami et al.: "A Novel Chitosanase from Bacillus sp. Strain K17 : Gene Cloning and Expression in Escherichia coli"Nucleic Acids Res.Suppl.. 2. 227-228 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中村 聡: "グリーンバイオケミストリー-ポストゲノム時代を迎え,対話を始めた化学と社会-"現代化学. 2002年4月号. 14-19 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Matsuo et al.: "Cloning and Expression of the Ferredoxin Gene from Extremely Halophilic Archaeon Haloarcula japonica Strain TR-1"Bio Metal. 14. 135-142 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Takahashi et al.: "Purification and Some Properties of a Basic Xylanase Produced by Thermoalkaliphilic Bacillus sp. Strain TAR-1"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 64. 887-890 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 船越弘毅ほか: "極限環境微生物とその利用"講談社サイエンティフィク. 180 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Endo et al.: "Molecular Cloning of a Chitinase Gene from Newly Isolated Alkaliphilic Nocardiopsis sp. Strain F96"Extremophiles. in press.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Komatsu et al.: "Thermostable Synthetic Hemoprotein"Chem. Lett.. 32. 108-109 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Yatsunami et al.: "A Novel Chitosanase from Bacillus sp. Strain K17 : Gene Cloning and Expression in Escherichia coli"Nucleic Acids Res. Suppl.. 2. 227-228 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Matsuo et al.: "Cloning and Expression of the Ferredoxin Gene from Extremely Halophilic Archaeon Haloarcula japonica Strain TR-1"BioMetals. 14. 135-142 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Takahashi et al.: "Purification and Some Properties of a Basic Xylanase Produced by Thermoalkaliphilic Bacillus sp. Strain TAR-1"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 64. 887-890 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Yatsunami et al.: "A Novel Chitosanase from Bacillus sp. Strain K17: Gene Cloning and Expression in Escherichia coil"Nucleic Acids Res.Suppl.. 2. 227-228 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Matsuo et al.: "Cloning and Expression of Haloarculajaponica Ferredoxin Gene, and Characterization of Recombinant Proteins"Porphyrins. 11. 108-108 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Komatsu et al.: "Thermostable Synthetic Hemoprotein"Chem. Lett.. 32. 108-109 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Endo et al.: "Molecular Cloning of a Chitinase Gene from Newly Isolated Alkaliphilic Nocardiopsis sp.Strain F96"Extremophiles. (In press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 中村 聡: "グリーンバイオケミストリー -ポストゲノム時代を迎え,対話を始めた化学と社会-"現代化学. 2002年4月号. 14-19 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 中村 聡: "バイオマテリアルへの期待"化学装置. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大倉一郎ほか: "新版 生物工学基礎"講談社サイエンティフィク. 150 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Matsuo et al.: "Cloning and Expression of the Ferredoxin Gene from Extremely Halophilic Archaeon Haloarcula japonica Strain TR-1"BioMetals. 14. 135-142 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木麻美絵ほか: "大腸菌O157ベロ毒素遺伝子検出系の構築"生理学技術研究会報告(生理学研究所技術課・編). 23. 116-117 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] R.Yatsunami et al.: "Gene clusters encoding ATP sythase of Haloarcula japonica strain TR-1"Nucleic Acids Res. Suppl.. 1. 51-52 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 中村 聡: "極限環境微生物と極限酵素"BIO INDUSTRY. 18. 14-20 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 八波利恵, ほか: "生体内分子と自己修復"科学と教育. 49. 122-125 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fukazawa et al.: "Chitin and Chitosan, Chitin and Chitosan in Life Science(ed.by T.Uragami, K.Kurita and T.Fukamizo)"Kodansha Scientific Ltd.. 600 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] R.Yatsunami et al.: "A Novel Bacteriohodopsin-like Protein from Haloarcula japonica Strain TR-1 : Gene Cloning, Sequencing and Transcription Analysis"Extremophiles. 4. 109-114 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] D.Sugimori et al.: "Purification and Characterization of a Ferredoxin from Haloarcula japonica Strain TR-1"BioMetals. 13. 13-28 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Takahashi et al.: "Purification and Some Properties of a Basic Xylanase Produced by Thermoalkaliphilic Bacillus sp.Strain TAR-1"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 64. 887-890 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] N.Lu et al.: "Crystallization and Initial X-ray analysis of Alkaline Xylanase"Acta Cryst.. D56. 464-465 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Dake et al.: "Microbial Degradation of Disodium Terephthalate by Alkaliphilic Dietzia sp.Strain GS-1"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 64. 2709-2711 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] R.Yatsunami et al.: "The Gene Encoding a Novel halorhodopsin-like Protein of Extremely Halophilic Archaeon Haloarcula japonica Strain TR-1"Nucleic Acids Symp.Ser.. 44. 1-2 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 中村聡 ほか(共著): "極限環境微生物とその利用"講談社サイエンティフィク. 150 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 中村聡 ほか(分担): "バイオ機器分析入門(相澤益男,山田秀徳・編)"講談社サイエンティフィク. 200 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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