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カロテノイド生産工場の設計:高度好塩性古細菌を用いた多様なカロテノイドの大量合成

研究課題

研究課題/領域番号 16K06868
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 生物機能・バイオプロセス
研究機関東京工業大学

研究代表者

八波 利恵  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (90334531)

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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード新規カロテノイド合成 / 非天然カロテノイド / 高度好塩性古細菌 / 応用微生物 / カロテノイド生産
研究成果の概要

本研究では,高度好塩性古細菌Haloarcula japonicaを用いて,高い抗酸化活性を持つ新規カロテノイドを大量合成することを目的とした。
より抗酸化活性を持つカロテノイドを合成するために,共役二重結合数が15のテトラデヒドロリコペンを合成することを目指した。その合成にはカロテノイド不飽和化酵素(CrtD)に進化分工学的手法により変異を導入して用いた。変異を導入したCrtD遺伝子ライブラリーを解析したところ,リコペン合成に重要なアミノ酸残基を見出すことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は高度好塩性古細菌を用いて,新規カロテノイドを大量に合成することを目的とした。本研究では,当該微生物による新規カロテノイド合成に重要な酵素のアミノ酸残基を明らかにすることができた。今後はそのアミノ酸残基あるいは,その周辺に置換を導入することで,新規カロテノイドの大量合成へと繋がると期待できる。

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

    (40件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Characterization of novel arabinofuranosidases from Paenibacillus sp. strain H2C2020

    • 著者名/発表者名
      Okuda K, Ito K, Hagiwara Y, Okeda T, Yatsunami R, Fukui T and Nakamura S
    • 雑誌名

      J. Jpn. Soc. Extremophiles

      巻: 16 ページ: 37-45

    • 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
      Hagiwara Y, Mihara Y, Sakagami K, Sagara R, Bat-Erdene U, Yatsunami R and Nakamura S
    • 雑誌名

      Biosci, Biotechnol, Biochem

      巻: 20 号: 3 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1693253

    • 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] 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] Increase in the thermostability of Bacillus sp. strain TAR-1 xylanase using a site saturation mutagenesis library2018

    • 著者名/発表者名
      K. Nakatani, Y. Katano, K. Kojima, T. Takita, R. Yatsunami, S. Nakamura, K. Yasukawa.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 82 号: 10 ページ: 1715-1715

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1495550

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of a novel multi-domain chitinase from alkaliphilic Nocardiopsis sp. strain F962018

    • 著者名/発表者名
      K. Toyama, D. Misu, Rei Kajitani, K. Endo, T. Fukazawa, R. Yatsunami, T. Ito, T. Fukui, and S. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Jpn. Soc. Extremophiles

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Paenibacillus sp. H2C 株由来アラビノフラノシダーゼ Abf43A および Abf51A によるアラビノキシラン分解における各種キシラナーゼの併用効果2020

    • 著者名/発表者名
      奥田敬子、伊東紀碩、萩原佑介、村瀬彩華、桶田智博、三原康博、八波利恵、福居俊昭、中村 聡
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Paenibacillus sp. H2C 株由来菌体内キシラナーゼ Xyn10F の性質および切断様式2020

    • 著者名/発表者名
      奥田敬子、Bat-Endre Undramaa、萩原佑介、三原康博、八波利恵、福居俊昭、中村 聡
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 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 Haloarcula japonica 由来 GlgC および MalQ ホモログの酵素学的性質2019

    • 著者名/発表者名
      末田 凜、吉田健人、小野寺雅彦、鈴木龍一郎、鈴木英治、八波利恵、福居俊昭、中村 聡
    • 学会等名
      日本Archaea研究会第32回講演会
    • 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
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [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
    • 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 Haloarcula japonica 由来 GlgC ホモログの酵素学的性質2019

    • 著者名/発表者名
      末田 凜,吉田健人,小野寺雅彦,鈴木龍一郎,鈴木英治,八波利恵,福居俊明,中村 聡
    • 学会等名
      2019年度(第68回)日本応用糖質科学会大会・応用糖質科学シンポジウム
    • 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] 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] 好アルカリ性 Bacillus sp. 41M-1 株 GH11 キシラナーゼの部位特異的アミノ酸置換と指向性進化法による比活性向上2019

    • 著者名/発表者名
      藤本賢人,藤元 紘,舘岡侑輝,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] Paenibacillus sp. H2C 株由来 GH10 キシラナーゼ Xyn10B および Xyn10F の性質検討2019

    • 著者名/発表者名
      奥田敬子,Bat-Endre Undramaa,萩原佑介,坂上耕一,三原康博,八波利恵,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      第18回微生物研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Paenibacillus sp. H2C 株由来アセチルキシランエステラーゼ AxeA および AxeB の性質検討2019

    • 著者名/発表者名
      迫田直樹,萩原佑介,桶田智博,奥田敬子,坂上耕一,三原康博,八波利恵,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      第18回微生物研究会
    • 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 Haloarcula japonica 由来エステラーゼの基質特異性および有機溶媒耐性2019

    • 著者名/発表者名
      池田郁也,塩梅昇太,安部航司,八波利恵,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      第18回微生物研究会
    • 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 Haloarcula japonica 由来枝作り酵素 MalA の多分岐グルカン生合成への寄与2019

    • 著者名/発表者名
      土居直樹,小野寺雅彦,吉田健人,末田 凜,鈴木龍一郎,鈴木英治,八波利恵,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      第18回微生物研究会
    • 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 Haloarcula japonica におけるスクアレンシンターゼ遺伝子の過剰発現とスクアレン生産の向上2019

    • 著者名/発表者名
      八波利恵, 鈴木理紗, 高橋季之, 福居俊昭, 中村 聡
    • 学会等名
      極限環境生物学会2019年度(第20回)年会
    • 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 Haloarcula japonicaにおけるスクアレンシンターゼ遺伝子の同定と代謝改変によるスクアレン生産の向上2019

    • 著者名/発表者名
      八波利恵, 鈴木理紗, 高橋季之, 福居俊昭, 中村 聡
    • 学会等名
      第56回好塩微生物研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 新規カロテノイド創製に向けた Haloarcula japonica カロテノイド生合成系の改変2018

    • 著者名/発表者名
      小島和士,佐野直也,安藤 藍,楊 影,三横伸弘,高市真一,八波利恵,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      酵素工学研究会第80回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Paenibacillus sp. H2C 株由来アラビノフラノシダーゼ Abf43A および Abf51Aの大腸菌における発現と組換え酵素の性質検討2018

    • 著者名/発表者名
      伊東紀碩,相良龍太,萩原佑介,村瀬彩華,坂上耕一,三原康博,八波利恵,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      酵素工学研究会第80回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Paenibacillus sp. H2C 株由来 GH5 キシラナーゼ Xyn5Aの大腸菌における発現と組換え酵素の性質検討2018

    • 著者名/発表者名
      桶田智博,萩原佑介,伊東紀碩,坂上耕一,三原康博,八波利恵,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      酵素工学研究会第80回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Paenibacillus sp. H2C 株由来各種 GH10キシラナーゼの切断特異性比較2018

    • 著者名/発表者名
      奥田敬子,Bat-Erdene Undramaa,萩原佑介,坂上耕一,三原康博,八波利恵,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      酵素工学研究会第80回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高度好塩性古細菌 Haloarcula japonica 由来菌体内グルコアミラーゼのドメイン解析およびグリコーゲン様多糖生合成への寄与2018

    • 著者名/発表者名
      小川雄太郎,朝日達哉.清原三絵,吉田健人,鈴木龍一郎,鈴木英治,福居俊昭,八波利恵,中村 聡
    • 学会等名
      第17回微生物研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Bacillus および Paenibacillus 属細菌由来各種 GH30 キシラナーゼの性質比較および耐熱化検討2018

    • 著者名/発表者名
      大越智之,相良龍太,萩原佑介,坂上耕一,三原康博,八波利恵,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      第17回微生物研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高度好塩性古細菌 Haloarcula japonica 由来エステラーゼの酵素学的性質およびカチオン性コポリマーへの固定化2018

    • 著者名/発表者名
      安部航司,塩梅昇太,伊藤栄紘,池田郁也,八波利恵,蒲池利章,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      第17回微生物研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高度好塩性古細菌 Haloarcula japonica の代謝改変によるスクアレン生産の向上2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木理紗,八波利恵,高橋季之,福居俊昭,中村 聡
    • 学会等名
      第20回生体触媒化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Haloarcula japonica由来3-イソプロピルリンゴ酸デヒドロゲナーゼLeuBの性質検討とleuB遺伝子の栄養要求性マーカーへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      長岡真太郎,杉山典子,中川真理,鈴木 薫,八波利恵,福居俊昭,竹中章郎,関口武司,中村 聡
    • 学会等名
      極限環境生物学会2018年度(第19回)年会
    • 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析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] 高度好塩性古細菌Haloarcula japonica の内在性プラスミド上にコードされる新規耐塩性エステラーゼの親株における発現と性質検討2017

    • 著者名/発表者名
      塩梅昇太、安部航司、吉田健人、八波利恵、福居俊昭、 中村 聡
    • 学会等名
      酵素工学研究会 第78回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Haloarcula japonicaの多分岐グルカン生合成系を構成するヌクレオチジルトランスフェラーゼの親株における発現と組換え酵素の性質検討2017

    • 著者名/発表者名
      末田凜,吉田健人,小野寺雅彦,八波利恵,福居俊昭,中村聡
    • 学会等名
      極限環境生物学会2017年度(第18回)年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Haloarcula japonicaの多分岐グルカン生合成系の解析:ヌクレオチジルトランスフェラーゼ遺伝子ホモログの転写解析と組換え酵素の性質検討2017

    • 著者名/発表者名
      末田凜,吉田健人,小野寺雅彦,八波利恵,福居俊昭,中村聡
    • 学会等名
      第16回微生物研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高度好塩性古細菌Haloarcula japonica 由来フィトエンデサチラーゼ/3,4-デサチラーゼの進化分子工学的検討2017

    • 著者名/発表者名
      佐野直也,安藤藍,三横伸弘,高市真一,八波利恵,福居俊昭,中村聡
    • 学会等名
      第16回微生物研究会
    • 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 Bacillus sp. 41M-1 株由来 GH 11 キシラナーゼの 進化分子工学検討:アルカリ性での比活性が向上した変異型酵素の取得2016

    • 著者名/発表者名
      藤元紘, 舘岡侑輝, 福居俊昭, 八波利恵, 中村聡
    • 学会等名
      第17回極限環境生物学会年会
    • 発表場所
      日本, 横浜
    • 年月日
      2016-11-01
    • 関連する報告書
      2016 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, 福居俊明, 中村 聡
    • 学会等名
      第17回極限環境生物学会年会
    • 発表場所
      日本, 横浜
    • 年月日
      2016-11-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高度好塩性古細菌 Haloarcula japonica 由来新規耐塩性エステラーゼの親株における発現と性質検討2016

    • 著者名/発表者名
      塩梅昇太, 吉田健人, 八波利恵, 福居俊昭, 中村 聡
    • 学会等名
      第17回極限環境生物学会年会
    • 発表場所
      日本, 横浜
    • 年月日
      2016-11-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高度好塩性古細菌 Haloarcula japonica 由来多分岐グルカン生合成系遺伝子群の転写解析と 4-α-グルカノトランスフェラーゼの性質検討2016

    • 著者名/発表者名
      吉田健人, 小野寺雅彦, 清原三絵, 朝日達哉, 八波利恵, 福居俊昭, 中村 聡
    • 学会等名
      第17回極限環境生物学会年会
    • 発表場所
      日本, 横浜
    • 年月日
      2016-11-01
    • 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 and Satoshi Nakamura
    • 学会等名
      11th International Congress on Extremophiles
    • 発表場所
      日本, 京都
    • 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 日本キチン・キトサン学会大会
    • 発表場所
      日本、川越
    • 年月日
      2016-08-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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