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バイオマスの変換プロセスに適した木材糖化効率を高める白色腐朽菌の分子育種

研究課題

研究課題/領域番号 16580133
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 林産科学・木質工学
研究機関京都大学

研究代表者

本田 与一  京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (70252517)

研究期間 (年度) 2004 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,980千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 180千円)
2007年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2006年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2005年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2004年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードバイオマス変換 / 白色腐朽菌 / 遺伝子工学 / 形質転換 / 宿主ベクター系 / 担子菌 / きのこ / クローニング
研究概要

担子菌類(きのこの仲間)のリグニン分解能力を利用して木質バイオマスの変換利用の際に障害となる高分子リグニンを分解除去する系は、常温常圧で反応が進み環境へのインパクトが少ない点が特徴である。担子菌の中でも白色腐朽菌類は、一般に菌体外に分泌するラッカーゼやペルオキシダーゼによって初発される連鎖的ラジカル反応によって、高分子リグニンの低分子化を促し、これによって生成する多様な芳香族有機化合物を分解・資化するとされている。本研究では、研究代表者が自ら開発を行ったリグニン分解性担子菌Pleurotus ostreatus(ヒラタケ)への遺伝子導入システムを利用して、木材糖化能が高度に高められた「遺伝子組換え担子菌」を作製する目的で、高分子リグニンをも直接分解することが可能な多機能型のマンガンペルオキシダーゼを発現するための組換えmnp2遺伝子を形質転換導入して遺伝子組換え体を単離し、本菌において多機能型ペルオキシダーゼの高発現を確認し、続いて難分解性環境汚染物質であるベンゾaピレンの分解を行って、野生型の数倍の除去能を獲得していることを明らかにした。また、野生型がMnP2を生産しない条件下でも、著量のMnP2を発現する条件を振蕩培養を用いた系で確立した。さらに本酵素の高分子基質との反応性における構造機能相関の解明を目的として、部位特異的変異導入によるアミノ酸置換変異体の解析を行って、本酵素のユニークな特徴である高分子基質との反応部位の特定、反応部位周辺部のアミノ酸の基質特異性決定への関与、野生型よりも高分子基質酸化能力が増強されたスーパー酵素の単離、に成功した。また、担子菌類における遺伝子破壊系の構築を目指して、ヒラタケから非相同末端結合系のKu70タンパク質をコードする遺伝子を単離し、解析を行った。

報告書

(5件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (20件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Mechanism for oxidation of high-molecular-weight substrates by a fungal versatile peroxidase, MnP22008

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y. Honda, R. Sakai, T. Watanabe, T. Watanabe
    • 雑誌名

      Appl. Environ. Microbiol. 74(in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism for oxidation of high-molecular-weight substrates by a fungal versatile peroxidase, MnP22008

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y., Honda, R., Sakai, T., Watanabe, T., Watanabe
    • 雑誌名

      Appl. Environ. Microbiol 74

      ページ: 2873-2881

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular breeding of white rot fungus, Pleurotus ostreatus, by homologous expression of its versatile peroxidase MnP22006

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y. Honda, T. Watanabe and T. Watanabe
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol. Biotechnol 71(1)

      ページ: 114-120

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exclusive overproduction of recombinant versatile peroxidase MnP2 by genetically modified white rot fungus, Pleurotus ostreatus.2006

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y. Honda, R. Sakai, T. Watanabe, T. Watanabe
    • 雑誌名

      J. Biotechnol. 126

      ページ: 431-439

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exclusive overproduction of recombinant versatile peroxidase MnP2 by genetically modified white rot fungus, Pleurotus ostreatus2006

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y., Honda, R., Sakai, T., Watanabe, T., Watanabe
    • 雑誌名

      J. Biotechnol 126

      ページ: 431-439

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exclusive overproduction of recombinant versatile peroxidase MnP2 by genetically modified white rot fungus, Pleurotus ostreatus.2006

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y.Honda, R.Sakai, T.Watanabe, T.Watanabe
    • 雑誌名

      J. Biotechnol. 126

      ページ: 431-439

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular breeding of white rot fungus, Pleurotus ostreatus, by homologous expression of its versatile peroxidase MnP22005

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y., Honda, T., Watanabe, T., Watanabe
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol. Biotechnol 71

      ページ: 114-120

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular breeding of white rot fungus, Pleurotus ostreatus, by homologous expression of its versatile peroxidase MnP22005

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y.Honda, T.Watanabe, T.Watanabe
    • 雑誌名

      Appl.Microbiol.Biotechnol. (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Mn(2+) is dispensable for the production of active MnP2 by PPleurotus ostreatus2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kamitsuji, Y.Honda, T.Watanabe, M.Kuwahara
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun. 327

      ページ: 871-816

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Introduction to Mushroom Science2004

    • 著者名/発表者名
      Honda, Y
    • 雑誌名

      Kaiseisya Press, Ohtsu

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microbial scission of sulfide linkages in vulcanized natural rubber by a white rot basidiomycete, Ceriporiopsis subvermispora2004

    • 著者名/発表者名
      S.Sato, Y.Honda, M.Kuwahara, H.Kishimoto, N.Yagi, K.Muraoka, T.Watanabe
    • 雑誌名

      Biomacromolecules 5

      ページ: 311-313

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Production and Induction of Manganese Peroxidase Isozymes in a White-rot Fungus Pleurotus ostreatus2004

    • 著者名/発表者名
      H.Kamitsuji, Y.Honda, T.Watanabe, M.Kuwahara
    • 雑誌名

      Appl.Microbiol.Biotechnol 65

      ページ: 287-294

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct oxidation of polymeric substrates by multifunctional manganese peroxidase isozyme from Pleurotus ostreatus without redox mediators2004

    • 著者名/発表者名
      H.Kamitsuji, Y.Honda, T.Watanabe, M.Kuwahara
    • 雑誌名

      Biochem.J. 386

      ページ: 387-393

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of ku70, a gene related to non-homologous end joining in Pleurotus ostreatus2007

    • 著者名/発表者名
      Honda, Y., Y., Yano, T., Watanabe, T., Watanabe
    • 学会等名
      The 11th Annual meeting of Japanese Society of Mushroom Science and Biotechnology
    • 発表場所
      Asahikawa
    • 年月日
      2007-09-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ヒラタケの非相同末端結合関連遺伝子ku70の解析2007

    • 著者名/発表者名
      本田与一、矢野陽一郎、高橋理、渡邊崇人、渡辺隆司
    • 学会等名
      日本きのこ学会 第11回大会
    • 発表場所
      旭川市
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 白色腐朽菌ヒラタケの非相同末端結合関連遺伝子ku70のクローニング2007

    • 著者名/発表者名
      矢野陽一郎、本田与一、渡邊崇人、渡辺隆司
    • 学会等名
      第57回日本木材学会大会
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2007-08-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mutational analysis of oxidation site in Pleurotus ostreatus versatile peroxidase, MnP22007

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y. Honda, T. Watanabe and T. Watanabe
    • 学会等名
      The 10th International Congress on Biotechnology in the Pulp and Paper Industry
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2007-06-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mutational analysis of oxidation site in Pleurotus ostreatus versatile peroxidase, MnP22007

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y., Honda, T., Watanabe, T., Watanabe
    • 学会等名
      The 10th International Congress on Biotechnology in the Pulp and Paper Industry
    • 発表場所
      Madison, USA
    • 年月日
      2007-06-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 担子菌Pleurotus ostreatus多機能型ペルオキシダーゼMnP2における高分子基質酸化機構の解明2007

    • 著者名/発表者名
      月原多佳久, 坂井亮太, 渡邊崇人, 本田与一, 渡辺隆司
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-03-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mechanism for oxidation of high-molecular-weight substrates by a fungal versatile peroxidase, MnP22007

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., R., Sakai, T., Watanabe, Y., Honda, T., Watanabe
    • 学会等名
      Annual meeting of Japan Society of Bioscience, Biochemistry and Agrochemistry 2007
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-03-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Homologous expression of versatile peroxidase, MnP2, in Pleurotus ostreatus2006

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y. Honda, T. Watanabe and T. Watanabe
    • 学会等名
      International Symposium on Mushroom Science
    • 発表場所
      Akita
    • 年月日
      2006-09-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Homologous expression of versatile peroxidase, MnP2. in Pleurotus ostreatus2006

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y., Honda, T., Watanabe, T., Watanabe
    • 学会等名
      International Symposium on Mushroom Science
    • 発表場所
      Akita
    • 年月日
      2006-09-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 多機能型ペルオキシダーゼMnP2の部位特異的変異体によるPoly R-478の脱色2006

    • 著者名/発表者名
      月原多佳久, 本田与一, 渡邊崇人, 渡辺隆司
    • 学会等名
      第56回日本木材学会大会
    • 発表場所
      秋田市
    • 年月日
      2006-08-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Decolorization of Poly R-478 by versatile peroxidase MnP2 with site-directed amino-acid substitutions2006

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y., Honda, T., Watanabe, T., Watanabe
    • 学会等名
      The 56th Annual Meeting of Japan Wood Research Society
    • 発表場所
      Akita
    • 年月日
      2006-08-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Cloning of ku70, a gene related to non-homologous end joining in a white rot fungus, Pleurotus ostreatus2006

    • 著者名/発表者名
      Yano, Y., Y., Honda, T., Watanabe, T., Watanabe
    • 学会等名
      The 57th Annual Meeting of Japan Wood Research Society
    • 発表場所
      Hiroshima
    • 年月日
      2006-08-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ヒラタケにおける組換え多機能型ペルオキシダーゼ(MnP2)の高発現2006

    • 著者名/発表者名
      月原多佳久, 本田与一, 坂井亮太, 渡邊崇人, 渡辺隆司
    • 学会等名
      日本菌学会50周年記念大会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2006-06-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Pleurotus ostreatus(ヒラタケ)における一過性形質転換系2006

    • 著者名/発表者名
      本田与一, 酒徳尚史, 渡邊崇人, 渡辺隆司
    • 学会等名
      日本菌学会50周年記念大会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2006-06-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Exclusive overproduction of recombinant versatile peroxidase MnP2 in, Pleurotus ostreatus2006

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y., Honda, R., Sakai, T., Watanabe, T., Watanabe
    • 学会等名
      The 50th anniversary meeting of The Mycological Society of Japan
    • 発表場所
      Chiba
    • 年月日
      2006-06-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Transient gene expression in Pleurotus ostreatus2006

    • 著者名/発表者名
      Honda, Y., N., Sakatoku, T., Watanabe, T., Watanabe
    • 学会等名
      The 50th anniversary meeting of The Mycological Society of Japan
    • 発表場所
      Chiba
    • 年月日
      2006-06-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Exclusive overproduction of recombinant versatile peroxidase MnP2 in, Pleurotus ostreatus.2005

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y. Honda, T. Watanabe and T. Watanabe
    • 学会等名
      MSA/MSJ joint meeting 2005
    • 発表場所
      Hilo
    • 年月日
      2005-08-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 白色腐朽菌Pleurotus ostreatusにおける組換えMnP2の発現2005

    • 著者名/発表者名
      月原多佳久, 本田与一, 渡邊崇人, 渡辺隆司
    • 学会等名
      第55回日本木材学会大会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2005-03-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Expression of the recombinant MnP2 in Pleurotus ostreatus2005

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y., Honda, T., Watanabe, T., Watanabe
    • 学会等名
      The 55th Annual Meeting of Japan Wood Research Society
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2005-03-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Overproduction of versatile peroxidase MnP2 by genetically-modified Pleurotus ostreatus2005

    • 著者名/発表者名
      Tsukihara, T., Y., Honda, T., Watanabe, T., Watanabe
    • 学会等名
      MSA/MSJ joint meeting
    • 発表場所
      Hilo, USA
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] きのこ学への誘い2004

    • 著者名/発表者名
      本田与一, 他(大賀祥治編)
    • 総ページ数
      189
    • 出版者
      海青社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] きのこ学への誘い2004

    • 著者名/発表者名
      本田与一他(大賀祥治編)
    • 総ページ数
      189
    • 出版者
      海青社
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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