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褐色腐朽菌由来の全く新しいタイプのセルロース結合ドメインの機能解明とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H02252
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分40020:木質科学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

吉田 誠  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30447510)

研究分担者 五十嵐 圭日子  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (80345181)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワードセルロース結合ドメイン / 褐色腐朽菌 / CBM / 溶解性多糖モノオキシゲナーゼ
研究成果の概要

自然界において木材を分解する菌類の一種である褐色腐朽菌Gloeophyllum trabeumが有するセルロース結合ドメイン(CBD)が、これまでに知られているCBDと比較して、10倍以上の吸着効率で天然の結晶性セルロースに特異的に吸着することを明らかにした。このCBDは従来知られているものとは全く異なるメカニズムでセルロースに吸着することも明らかにした。さらに、この新規CBDをセルロース結晶領域の分布様式をモニタリングするツールとして利用することができる可能性を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

セルロース結合ドメイン(CBD)は、様々なセルロース分解酵素に付加する構造的に独立した領域であり、そのセルロースに吸着する特性から、セルロースの構造的な特性の可視化や植物細胞壁構造の可視化、セルロース材料の改質などに用いることができるポテンシャルを有する。しかしながら、従来のCBDはセルロースへの特異性が低いという欠点を抱えている。本研究では、真菌類の一種が有する新たなCBDの機能解析により、このドメインが極めて高い特異性かつ高い親和性でセルロースに吸着することを見出した。これは、CBDを用いたセルロースの新たな解析法の提案につながると同時に、セルロースの新規改質技術の開発にも寄与する。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (10件)

  • [国際共同研究] University of Massachusetts(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Norwegian University of Life Sciences(ノルウェー)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Massachusetts(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] The Role of Lytic Polysaccharide Monooxygenases in Wood Rotting Basidiomycetes2020

    • 著者名/発表者名
      Yuka Kojima, Aniko Vernai, Vincent G. H. Eijsink, Makoto Yoshida
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 32 号: 188 ページ: E135-E143

    • DOI

      10.4052/tigg.2020.7E

    • NAID

      130007879877

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
    • 年月日
      2020-07-25
    • 関連する報告書
      2020 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] Nanostructural Analysis of Enzymatic and Non-enzymatic Brown Rot Fungal Deconstruction of the Lignocellulose Cell Wall2020

    • 著者名/発表者名
      Yuan Zhu, Nayomi Plaza, Yuka Kojima, Makoto Yoshida, Jiwei Zhang, Jody Jellison, Sai Venkatesh Pingali, Hugh O’Neill, and Barry Goodell
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 11 ページ: 1389-1389

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.01389

    • 関連する報告書
      2020 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] Transcriptome analysis of the brown rot fungus Gloeophyllum trabeum during lignocellulose degradation.2020

    • 著者名/発表者名
      Kiwamu Umezawa, Mai Niikura, Yuka Kojima, Barry Goodell, Makoto Yoshida
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 15 号: 12 ページ: e0243984-e0243984

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0243984

    • 関連する報告書
      2020 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] Multiple iron reduction by methoxylated phenolic lignin structures and the generation of reactive oxygen species by lignocellulose surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Tamaru, Makoto Yoshida, Lindsay D Eltis, Barry Goodell
    • 雑誌名

      International Journal of Biological Macromolecules

      巻: 128 ページ: 340-346

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2019.01.149

    • 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] The crystal structure of the catalytic domain and the cytochrome b domain in a eukaryotic PQQ-dependent dehydrogenase2019

    • 著者名/発表者名
      Takeda, K., Ishida, T., Yoshida, M., Samejima, M., Hiroyuki Ohno, Igarashi, K., and Nakamura, N.
    • 雑誌名

      Appl. Environ. Microbiol.

      巻: 85 号: 24

    • DOI

      10.1128/aem.01692-19

    • 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
  • [雑誌論文] Polyporalesに属する木材腐朽菌により腐朽された材のX線回折法およびフーリエ変換赤外分光法による分析2019

    • 著者名/発表者名
      近藤 里沙子, 堀川 祥生, 半 智史, 安藤 恵介, 吉田 誠
    • 雑誌名

      木材保存

      巻: 45 号: 6 ページ: 268-279

    • DOI

      10.5990/jwpa.45.268

    • NAID

      130007793472

    • ISSN
      0287-9255, 1884-0116
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 褐色腐朽菌Gloeophyllum trabeumにおいて見出された新規セルロース結合ドメインの点変異導入解析2021

    • 著者名/発表者名
      青木萌里、小嶋由香、吉田 誠、和田 昌久
    • 学会等名
      第71回日本木材学会大会(東京大会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 新規結晶性セルロース結合モジュールの機能解析 およびセルロース評価への応用2021

    • 著者名/発表者名
      小嶋由香、田川聡美、吉田誠、砂川直輝、五十嵐圭日子
    • 学会等名
      第71回日本木材学会大会(東京大会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 褐色腐朽菌Gloeophyllum trabeum由来GH10キシラナーゼに付加するセルロース結合ドメインの役割2021

    • 著者名/発表者名
      築田理華子、堀川祥生、吉田誠
    • 学会等名
      第71回日本木材学会大会(東京大会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 褐色腐朽菌Gloeophyllum trabeum由来GH10キシラナーゼに付加するセルロース結合ドメインの生理的意義に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      築田理華子,堀川祥生、吉田誠
    • 学会等名
      日本木材保存協会第37回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 褐色腐朽菌Gloeophyllum trabeum 由来新規セルロース結合ドメインのセルロース結合メカニズムに関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      青木萌里、小嶋由香、田川聡美、吉田誠、五十嵐圭日子、砂川直輝、和田昌久
    • 学会等名
      日本木材保存協会第37回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 新規結晶性セルロース結合モジュールを用いたセルロース結晶領域の蛍光標識2020

    • 著者名/発表者名
      小嶋由香、吉田 誠、砂川直輝、五十嵐圭日子
    • 学会等名
      第70回日本木材学会大会(鳥取大会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 異なる進化系統群に属する褐色腐朽菌を対象とした木材分解様式の比較解析2019

    • 著者名/発表者名
      近藤里沙子、堀川祥生、半 智史、安藤恵介、吉田 誠
    • 学会等名
      日本木材保存協会第35回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 褐色腐朽菌Gloeophyllum trabeum由来の新規結晶性セルロース結合モジュールの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      小嶋由香、吉田誠、砂川直輝、五十嵐圭日子
    • 学会等名
      第69回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 異なる分岐群に属する褐色腐朽菌における腐朽様式の比較解析2018

    • 著者名/発表者名
      近藤里沙子、安藤恵介、半 智史、堀川祥生、吉田 誠
    • 学会等名
      日本木材保存協会第34回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 結晶性セルロースに特異的に結合する新規セルロース結合モジュールの機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      小嶋由香、吉田誠、砂川直輝、五十嵐圭日子
    • 学会等名
      セルラーゼ研究会第32回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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