| 研究課題/領域番号 |
19K05576
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
平石 知裕 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 専任研究員 (20321804)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | βペプチド分解酵素 / 環境メタゲノム / 生分解性物質 / 分解酵素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
βペプチドは、αペプチドの長所を維持しつつ易分解性を改良した材料であり生体内などでの利用が期待される。申請者が発見したβペプチド分解酵素は、低効率であったがバイオマス由来アスパラギン酸からβポリアスパラギン酸を合成できる。一方、現在使用可能な全ての酵素は、環境中の培養可能な1 %未満の微生物から得られたものであり、残り99 %の微生物資源の有効利用が望まれている。そこで本研究では、環境DNAからメタゲノムライブラリを作製・スクリーニングを行い、難培養微生物由来新規βペプチド分解酵素を獲得する。さらに、βペプチド骨格を有する機能性材料開発を指向した酵素の高性能化・高機能化を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、環境試料から直接DNAを抽出してメタゲノムライブラリを作製し、分解活性を指標としたスクリーニングによる難培養微生物由来の新規分解酵素の獲得を目指した。効率的な分解酵素の獲得を可能とするため、採取した環境試料(土壌や河川水)で目的ポリマーの生分解実験を行い、得られたバイオフィルムからライブラリを作製した。次いで、既知の分解酵素をポジティブコントロールとして用いて活性スクリーニング条件を検討し、最適条件下における環境メタゲノムスクリーニングを行ったところ、高い活性を示すクローンを得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で標的としているβペプチド分解酵素は希少性が高く、現在得られている知見は限定的である。また、自然界にはβペプチドのみで構成される化合物は存在しないため、βペプチド分解酵素の生理学的・進化的役割は不明である。従って、本研究で得られる知見により、特異な活性であるβペプチド分解活性の発現メカニズムが解明されれば、学術的・社会的意義が非常に高いといえる。
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