| 研究課題/領域番号 |
15KK0269
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
環境農学（含ランドスケープ科学）
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
高須賀 太一 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (70748409)
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| 研究協力者 |
フォックス ブライアン University of Wisconsin-Madison, Department of Biochemistry, Department Chair and Professor
吉国 泰男 The U.S. Department of Energy, Joint Genome Institute, Division of gene synthesis, Project leader
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| 研究期間 (年度) |
2016 – 2018
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
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| キーワード | plant biomass / kelp biomass / GH5 / GH55 / glycoside hydrolase / polysaccharide lyase / plant deconstruction / kelp deconstruction / NIMS enzyme assay / glycoside hydrolases / Insect-symbiont microbes / cellulose deconstruction / タンパク質機能と分子進化 |
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| 研究成果の概要 |
将来枯渇する事が予想される化石資源の代替資源として, 陸海域のバイオマス資源を利用した持続可能なバイオ燃料やバイオ化成品生産技術の確立が求められている. 本研究では, 酵素学的知見から, 陸域のバイオマス作物や海域の褐藻の効率的な分解方法の開発を目指した. 具体的には植物細胞壁の主要成分であるセルロースやヘミセルロース等を効率的に糖化する多機能性セルラーゼ（GH5_4ファミリー）についての研究を行う事で, セルラーゼの多機能性について本ファミリーに属する243種の酵素の機能・系統樹解析を行った. 褐藻をターゲットとした研究では, 2種類の酵素を組み合わせた褐藻の効率的な分解を実現した.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で明らかにした129種の多機能性セルラーゼは, 一つの触媒ドメインがセルロースやキシランおよびマンナン（これらは植物細胞壁の主要成分）を分解する事ができる事から, 従来の粗酵素抽出液中のセルラーゼ, キシラナーゼやマンナナーゼ酵素を一つの多機能性セルラーゼに置き換える事が可能となる.さらに, 129種の酵素は異なる至適反応条件を示した事から, 様々な植物バイオマスの糖化条件に適した酵素の利用が可能となり, 効率的な植物バイオマス分解技術につながる. 褐藻分解については, 2種類の酵素を組み合わせる事により褐藻主要成分であるラミナリンおよびアルギン酸の効率的な分解を達成できた.
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