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好アルカリ性放線菌に由来する各種GHファミリー18キチナーゼの性質検討と機能改変

研究課題

研究課題/領域番号 16K05839
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 生体関連化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

中村 聡  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (50227899)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードGH18キチナーゼ / マルチドメイン酵素 / 触媒ドメイン / キチナーゼ挿入ドメイン / キチン結合ドメイン / エンド型 / エキソ型 / プロセッシビティ / 好アルカリ性放線菌 / Nocardiopsis sp. / GHファミリー18 / キチナーゼ
研究成果の概要

GHファミリー18(GH18)キチナーゼには,触媒活性を担うGH18触媒ドメイン以外に,キチン結合ドメイン(ChBD),フィブロネクチンタイプⅢ様ドメイン(FnIIID),およびキチナーゼ挿入ドメイン(CID)などの付加ドメインを有するものが知られているが,それらの役割は不明であった。各種付加ドメインを入れ替えたキメラ酵素の性質検討の結果,CIDの存在はエキソ型の切断やプロセッシビティの度合いを高めることがわかった。そして,ChBDおよび FnIIID は不溶性キチンに対するエキソ型の切断やプロセッシビティの度合いを高める可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

GH18キチナーゼには,GH18触媒ドメインのみからなるシングルドメイン酵素のほか,ChBD,FnIIIDおよびCIDといった付加ドメインを有するマルチドメイン酵素も存在する。また,エンド型とエキソ型の酵素が混在しており,プロセッシビティを示すものも知られている。本研究は,そのような多様な切断様式に及ぼす各種付加ドメインの役割を解明することを目的としている。付加ドメインを入れ替えたキメラ酵素を網羅的に調製し,種々の基質を用いて詳細な解析を行うことで,長年にわたる懸案事項を一気に解決しようとする点に本研究の学術的意義があり,産業界への波及効果も大きい。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] 清華大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 清華大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 清華大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Characterization of novel arabinofuranosidases from Paenibacillus sp. strain H2C2020

    • 著者名/発表者名
      Keiko Okuda, Kiseki Ito, Yusuke Hagiwara, Tomohiro Okeda, Rie Yatsunami, Toshiaki Fukui and Satoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Japanese Society for Extremophiles

      巻: 18

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 好アルカリ性細菌由来 GH18 キチナーゼを構成する各種ドメインの機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      石井 稔, 遠山絹華, 戸松彩理, 大竹 潤, 八波利恵, 福居俊昭, 中村 聡
    • 雑誌名

      キチン・キトサン研究

      巻: 26(1) ページ: 52-52

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Increase in the thermostability of GH11 xylanase XynJ from Bacillus sp. strain 41M-1 using site saturation mutagenesis2019

    • 著者名/発表者名
      Teisuke Takita, Kota Nakatani, Yuta Katano, Manami Suzuki, Kenji Kojima, Naoki Saka, Bunzo Mikami, Rie Yatsunami, Satoshi Nakamura, Kiyoshi Yasukawa
    • 雑誌名

      Enzyme and Microbial Technology

      巻: 130 ページ: 109363-109363

    • DOI

      10.1016/j.enzmictec.2019.109363

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Isolation of four xylanases capable of hydrolyzing corn fiber xylan from Paenibacillus sp. H2C2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hagiwara, Yasuhiro Mihara, Koichi Sakagami, Ryuta Sagara, Undramaa Bat-Erdene, Rie Yatsunami and Satoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 84(3) ページ: 640-650

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of a novel multi-domain chitinase from alkaliphilic Nocardiopsis sp. strain F962018

    • 著者名/発表者名
      Kinuka Toyama, Daiki Misu, Rei Kajitani, Kimiko Endo, Tetsuya Fukazawa, Rie Yatsunami, Takehiko Ito, Toshiaki Fukui and Satoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Japanese Society for Extremophiles

      巻: 16 ページ: 37-45

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increase in the thermostability of Bacillus sp. strain TAR-1 xylanase using a site saturation mutagenesis library2018

    • 著者名/発表者名
      Kota Nakatani, Yuta Katano, Kenji Kojima, Teisuke Takita, Rie Yatsunami, Satoshi Nakamura, and Kiyoshi Yasukawa
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 82 ページ: 1715-1723

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Earth analogs for past and future life on Mars: Isolation of perchlorate resistant halophiles from Big Soda Lake2016

    • 著者名/発表者名
      Matsubara, T., Fujishima, K., Saltikov, CW., Nakamura, S., Rothschild, LJ.
    • 雑誌名

      Int J Astrobiology

      巻: - 号: 3 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1017/s1473550416000458

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 好アルカリ性細菌由来 GH18 キチナーゼを構成する各種ドメインの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      石井 稔, 遠山絹華, 戸松彩理, 大竹 潤, 八波利恵, 福居俊昭, 中村 聡
    • 学会等名
      第33回日本キチン・キトサン学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高度好塩性古細菌Halobacterium salinarum由来GH18キチナーゼChiN1およびChiN2の類縁菌Haloarcula japonicaにおける発現と性質検討2019

    • 著者名/発表者名
      佐野 遥,重光千彩,遠山絹華,八波利恵,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      第33回日本キチン・キトサン学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細菌由来各種 GH18 キチナーゼを構成する各種付加ドメインの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      石井 稔,遠山絹華,戸松彩理,大竹 潤,八波利恵,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      酵素工学研究会第82回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Halobacterium salinarum 由来好塩性 GH18 キチナーゼ ChiN1 および ChiN2 の性質および付加ドメインの役割2019

    • 著者名/発表者名
      佐野 遥,重光千彩,遠山絹華,八波利恵,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      酵素工学研究会第82回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 極限酵素のタンパク質工学と指向性進化2019

    • 著者名/発表者名
      中村 聡
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cleavage specificities of GH10 xylanases from Paenibacillus sp. H2C2018

    • 著者名/発表者名
      Keiko Okuda , Bat-Erdene Undramaa , Yusuke Hagiwara , Koichi Sakagami , Yasuhiro Mihara, Rie Yatsunami, Toshiaki Fukui , Satoshi Nakamura
    • 学会等名
      The 20th Biocatalysis Symposium of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 好アルカリ性細菌 Bacillus sp. J813 株由来 GH18 キチナーゼに存在する挿入ドメインの機能解明2017

    • 著者名/発表者名
      戸松彩理,遠山絹華,八波利恵,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      第31回日本キチン・キトサン学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 好アルカリ性放線菌Nocardiopsis sp. F96株由来 GH ファミリー18キチナーゼの性質検討および各ドメインの機能解明2016

    • 著者名/発表者名
      遠山絹華,三須大樹,梶谷 嶺,遠藤きみ子,深沢徹也,康 斐,八波利恵,伊藤武彦,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      極限環境生物学会2016年度(第17回)年会
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台大学会館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization of GH Family 18 Chitinases from Alkaliphilic Actinomycete Nocardiopsis sp. Strain F962016

    • 著者名/発表者名
      Kinuka Toyama, Daiki Misu, Rei Kajitani, Kimiko Endo, Tetsuya Fukazawa, Rie Yatsunami, Takehiko Ito, Toshiaki Fukui, Satoshi Nakamura
    • 学会等名
      Extremophiles 2016 (11 th International Congress on Extremophiles)
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 好アルカリ性放線菌 Nocardiopsis sp. F96由来GHファミリー18キチナーゼChiF1およびChiF3の性質検討2016

    • 著者名/発表者名
      遠山絹華,三須大樹,梶谷 嶺,遠藤きみ子,深沢徹也, 八波利恵, 伊藤武彦, 福居俊昭, 中村 聡
    • 学会等名
      第30回キチン・キトサン学会大会
    • 発表場所
      ウエスタ川越(埼玉県川越市)
    • 年月日
      2016-08-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 新版 ビギナーのための微生物実験ラボガイド2019

    • 著者名/発表者名
      中村 聡,中島春紫,伊藤政博,道久則行,八波利恵
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784065135990
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 有害微生物の制御と管理―現場対応への実践的な取り組み2016

    • 著者名/発表者名
      中村 聡・著,高鳥浩介,久米田裕子,土戸哲明,古畑勝則・監修
    • 総ページ数
      664
    • 出版者
      株式会社テクノシステム
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 中村(聡)・八波研究室ホームページ

    • URL

      http://www.nakamura.bio.titech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 中村(聡)・八波研究室ホームページ

    • URL

      http://www.nakamura.bio.titech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] Hemicellulase2019

    • 発明者名
      Ajinomoto Co., Inc.
    • 権利者名
      Ajinomoto Co., Inc.
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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