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基質特異性の「ゆるい」酢酸菌キノプロテイン脱水素酵素による新しい酸化的物質変換系

研究課題

研究課題/領域番号 17K07722
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 応用微生物学
研究機関山口大学

研究代表者

藥師 寿治  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (30324388)

研究分担者 片岡 尚也  山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (50713509)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 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)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード酢酸菌 / 発酵 / 酵素 / 応用微生物 / バイオテクノロジー / 微生物 / ゲノム
研究成果の概要

酢酸菌の酸化的な物質変換能は,お酢づくりに代表されるように,古来より人類に親しまれた安全な微生物利用と言える。本研究では,未開拓のまま残されている酢酸菌の酸化的物質変換反応を,未利用の生物資源,酵素資源,遺伝資源の活用という視点から解析することを試みた。まず,野生株の酢酸菌が持つ物質酸化能を落とした変異株を取得した。さらにその変異株に未利用の遺伝資源を強制的に生産させることで,本研究の標的酵素の可能性を解析した。(1)二つの新規酵素の活性を確認,(2)既知酵素を用いた弱い物質変換能の強化,(3)既知酵素の新規基質酸化などを成果として得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,持続可能な開発目標(SDGs)を頻繁に耳にするようになり,世界レベルで持続可能な社会づくりの基盤整備が求められている。例えば,地下資源に頼らない化学製品の開発に微生物を利用するということが試みられている。酢酸菌は,高速に化学反応(酸化)を触媒できるので,この力を利用し,かつ今まで知られていなかった物質酸化反応に挑戦した。本研究からいくつかの成果が得られたが,総じてこのような試みによって,新しい可能性を提示することができたことが最大の成果である。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ユーリッヒ研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] カセサート大学/ラジャマンガラ工科大学イサン校(タイ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ラオス国立大学(ラオス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] カントー大学(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] カセサート大学/ラジャマンガラ工科大学イサン校(タイ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ユーリッヒ研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ラオス国立大学(ラオス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] カントー大学(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] カセサート大学/チュラロンコン大学/ラジャマンガラ工科大学イサン校(タイ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ユーリッヒ研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ラオス国立大学(ラオス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] カントー大学(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The membrane-bound sorbosone dehydrogenase of Gluconacetobacter liquefaciens is a pyrroloquinoline quinone-dependent enzyme2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiharu Yakushi, Ryota Takahashi, Minenosuke Matsutani, Naoya Kataoka, Roque A. Hours, Yoshitaka Ano, Osao Adachi, Kazunobu Matsushita
    • 雑誌名

      Enzyme and Microbial Technology

      巻: 137 ページ: 109511-109511

    • DOI

      10.1016/j.enzmictec.2020.109511

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pyrroloquinoline quinone-dependent dehydrogenases of acetic acid bacteria2018

    • 著者名/発表者名
      Matsutani M, Yakushi T
    • 雑誌名

      Appl Microbiol Biotechnol

      巻: 102 号: 22 ページ: 9531-9540

    • DOI

      10.1007/s00253-018-9360-3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ゲノム情報を活用するGluconobacter属酢酸菌の分子生物学研究2018

    • 著者名/発表者名
      阿野 嘉孝,藥師 寿治
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 56 ページ: 414-421

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Aldopentoses as new substrates for the membrane-bound, pyrroloquinoline quinone-dependent glycerol (polyol) dehydrogenase of Gluconobacter sp.2018

    • 著者名/発表者名
      Yakushi T, Terada Y, Ozaki S, Kataoka N, Akakabe Y, Adachi O, Matsutani M, Matsushita K
    • 雑誌名

      Appl Microbiol Biotechnol

      巻: 102 号: 7 ページ: 3159-3171

    • DOI

      10.1007/s00253-018-8848-1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved heterologous expression of the membrane-bound quinoprotein quinate dehydrogenase from Gluconobacter oxydans2018

    • 著者名/発表者名
      Yakushi T, Komatsu K, Matsutani M, Kataoka N, Vangnai AS, Toyama H, Adachi O, Matsushita K
    • 雑誌名

      Protein Expr Purif

      巻: 145 ページ: 100-107

    • DOI

      10.1016/j.pep.2018.01.007

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of a membrane-bound aldehyde dehydrogenase complex AldFGH in acetic acid fermentation with Acetobacter pasteurianus SKU11082018

    • 著者名/発表者名
      Yakushi T, Fukunari S, Kodama T, Matsutani M, Nina S, Kataoka N, Theeragool G, Matsushita K
    • 雑誌名

      Appl Microbiol Biotechnol

      巻: 印刷中 号: 10 ページ: 4549-4561

    • DOI

      10.1007/s00253-018-8940-6

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A single-nucleotide insertion in a drug transporter gene induces a thermotolerant phenotype of Gluconobacter frateurii by increasing the NADPH/NADP+ ratio via metabolic change2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto N, Hattori H, Matsutani M, Matayoshi C, Toyama H, Kataoka N, Yakushi T, Matsushita K
    • 雑誌名

      Appl Environ Microbiol

      巻: - 号: 10

    • DOI

      10.1128/aem.00354-18

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Two tales of the respiratory chain: 呼吸鎖が物質生産に直接的に関わるお話と間接的に関わるお話2019

    • 著者名/発表者名
      薬師 寿治,片岡 尚也,松下 一信
    • 学会等名
      日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gluconobacter属酢酸菌由来5-ケト-フルクトース還元酵素の構造と機能2019

    • 著者名/発表者名
      グエン ミン ツイ,後藤 勝,野田 将平,片岡 尚也,足立 収生,松下 一信,薬師 寿治
    • 学会等名
      日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Komagataeibacter属酢酸菌の膜結合型アルコール脱水素酵素の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      藥師寿治,向井妃奈,ニタヤ ピティウィッタヤクル,松谷峰之介,ポーンチャノック タウィーチープ,片岡尚也,ガンジャナ ティーラーグール,松下一信
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Gluconacetobacter属酢酸菌のピロロキノリンキノン依存型ソルボソン脱水素酵素の解析2018

    • 著者名/発表者名
      高橋亮太,松谷峰之介,片岡尚也,藥師寿治,松下一信
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] New substrates and products on the action of PQQ-dependent glycerol dehydrogenase of Gluconobacter sp.2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiharu Yakushi, Yuka Terada, Seishiro Ozaki, Naoya Kataoka, Yoshihiko Akakabe, Osao Adachi, Minenosuke Matsutani, and Kazunobu Matsushita
    • 学会等名
      5th International Conference on Acetic Acid Bacteria
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gluconacetobacter属酢酸菌の膜結合型ソルボソン脱水素酵素はピロロキノリンキノン依存酵素である2018

    • 著者名/発表者名
      高橋 亮太, 松谷 峰之介, 片岡 尚也, Roque A. Hours, 足立 収生, 松下 一信, 藥師 寿治
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アセトバクター属酢酸菌の細胞表層ではたらく膜結合型アルデヒド脱水素酵素の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      一木 愛,新納 俊,松谷峰之介,片岡尚也,薬師寿治,ガンジャナ ティーラグール,松下一信
    • 学会等名
      日本生化学会中国四国支部
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Gluconobacter属酢酸菌から精製したPQQ依存型グリセロール脱水素酵素を用いたL-リボースの酸化2018

    • 著者名/発表者名
      寺田 優花,尾崎 聖士朗,片岡 尚也,足立 収生,赤壁 善彦,藥師 寿治,松下 一信
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 酢酸菌の膜結合型アルデヒド脱水素酵素の分子種と発現:酢酸発酵との関連2018

    • 著者名/発表者名
      福成 聖也,松谷 峰之介,薬師 寿治,片岡 尚也,ガンジャナ ティーラグール,松下 一信
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Gluconacetobacter 属酢酸菌の膜結合型ソルボソン脱水素酵素の解析2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 亮太, 松谷 峰之介, 片岡 尚也, 藥師 寿治, 松下 一信
    • 学会等名
      日本生物工学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 酢酸菌膜結合型ヘテロ三量体ソルビトール脱水素酵素の分子構築:小サブユニットの役割2017

    • 著者名/発表者名
      藥師 寿治,Soemphol Wichai,Phong Xuan Huynh,片岡 尚也,外山 博英,松下 一信
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 山口大学農学部応用微生物学研究室

    • URL

      http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~oubi/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 酢酸菌研究会

    • URL

      http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~jaab/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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