環境メタゲノムスクリーニングによる新規ラッカーゼの探索と機能性材料合成への応用

• 研究課題/領域番号: 15K05592
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: グリーン・環境化学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 平石 知裕 国立研究開発法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 専任研究員 (20321804)
• 研究分担者: 朝倉 則行 東京工業大学, 生命理工学院, 講師 (40401559)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: ラッカーゼ / 環境メタゲノム

研究成果の概要

本研究では、環境試料から直接DNAを抽出してメタゲノムライブラリを作製し、ラッカーゼ活性を指標としたスクリーニングによる新規ラッカーゼの獲得を目指した。さらに、基質スクリーニングを行った後、基質材料開発を目指した酵素の高性能化・高機能化を行った。本研究により、高活性を有するラッカーゼの高効率発現に関する知見が得られ、これを利用した進化工学によって本酵素の優良変異体を得ることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Poly(aspartic acid) (PAA) hydrolases and PAA biodegradation: current knowledge and impact on applications (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Hiraishi*
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol. 巻: 100 号: 4 ページ: 1623-1630
  • DOI: 10.1007/s00253-015-7216-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substrate stereoselectivity of poly(Asp) hydrolase-1 capable of cleaving β-amide bonds as revealed by investigation of enzymatic hydrolysis of stereoisomeric β-tri(Asp)s (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Hiraishi*, Hideki Abe, and M. Maeda
  • 雑誌名: AMB Express 巻: 5 号: 1 ページ: 31-31
  • DOI: 10.1186/s13568-015-0118-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 大腸菌由来ラッカーゼの芳香族化合物に対する反応特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平石知裕、阿部英喜、前田瑞夫
  • 学会等名: 第7回 JACI/GSCシンポジウム
• [学会発表] Expression of recombinant laccase from E. coli and its characteristics (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Hiraishi, Koichiro Tachibana, Noriyuki Asakura, Hideki Abe, Mizuo Maeda
  • 学会等名: The 10th International Conference of Modification, Degradation and Stabilization of Polymers (MoDeSt2018)
  • 国際学会
• [学会発表] ポリアスパラギン酸分解酵素の基質認識機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平石知裕、久野玉雄、阿部英喜、城宜嗣、前田瑞夫
  • 学会等名: 第66回高分子討論大会
• [学会発表] Properties of poly(Asp) hydrolase-1 capable of cleaving β-amide bonds and its application to β-peptide synthesis (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Hiraishi; H. Abe; and M. Maeda
  • 学会等名: The 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC2016)
  • 発表場所: Fukuoka International Congress Center (福岡県福岡市)
  • 年月日: 2016-12-13
  • 国際学会
• [学会発表] バイオポリマー代謝関連酵素の機能解明・開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平石知裕、前田瑞夫
  • 学会等名: 産総研・触媒化学融合研究センター・第39回講演会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所(茨城県つくば市)
  • 年月日: 2016-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] ポリアスパラギン酸分解酵素の構造と機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平石知裕、久野玉雄、阿部英喜、城宜嗣、前田瑞夫
  • 学会等名: 第65回高分子討論大会
  • 発表場所: 神奈川大学(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] ポリアスパラギン酸分解酵素の基質認識機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平石知裕、阿部英喜、前田瑞夫
  • 学会等名: 第5回 JACI/GSCシンポジウム
  • 発表場所: ANAクラウンプラザホテル神戸(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2016-06-02
• [学会発表] 大腸菌由来ラッカーゼの組換え発現とその反応特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平石知裕、木内玲子、橘弘一郎、阿部英喜、前田瑞夫、朝倉則行
  • 学会等名: 第65回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] Substrate stereoselectivity of poly(Asp) hydrolase-1 capable of cleaving β-amide bonds (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Hiraishi; H. Abe; and M. Maeda
  • 学会等名: 2015 Pacifichem
  • 発表場所: USA・Hawaii
  • 年月日: 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] Pedobacter sp. KP-2由来ポリアスパラギン酸分解酵素の基質認識機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平石知裕、久野玉雄、阿部英喜、城宜嗣、前田瑞夫
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 大腸菌由来ラッカーゼの組換え発現とその性質 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平石知裕、木内玲子、橘弘一郎、朝倉則行、阿部英喜、前田瑞夫
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
  • 年月日: 2015-05-29
• [図書] Biodegradable polymers: Recent developments and new perspectives (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Hiraishi and Seiichi Taguchi
  • 総ページ数: 132
  • 出版者: IAPC Publishing
  • ISBN: 9789535694250
• [備考] 国立研究開発法人理化学研究所 研究紹介 主任研究員研究室 前田バイオ工学研究室
  • URL: http://www.riken.jp/research/labs/chief/bioeng/