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糸状菌多糖分解酵素遺伝子発現誘導因子を介した情報伝達ネットワークの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K05777
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関大阪府立大学

研究代表者

谷 修治  大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (80405357)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード遺伝子発現制御 / 糸状菌 / 酵素生産 / 遺伝子発現 / 糖質加水分解酵素 / ClbR / Uge5 / dppIV / SrpkF / 情報伝達ネットワーク / Aspergillus aculeatus / タンパク質間相互作用 / セルラーゼ
研究開始時の研究の概要

糸状菌が生産する有用酵素を利活用するには、種々の基質特異性を有す複数の酵素を包括的に高生産する技術を開発する必要がある。これまでに申請者は、A. aculeatusにおける多糖分解酵素生産を正に調節する新規制御因子を複数同定し、制御因子が複数の因子と相互作用して機能すること明らかにした。そこで本研究では、申請者らが同定した制御因子の相互作用因子を網羅的に探索し、同定した因子の機能を解明すると共に、同定した制御因子を機能改変し、種々の基質特異性を有す有用酵素の包括的な高生産技術を開発する事を目指す。

研究成果の概要

本研究では、セルラーゼ生産糸状菌Aspergillus aculeatusにおける糖質加水分解酵素遺伝子の発現機構を解明することを目的とし、特に我々が同定した4種の新規制御因子(ClbR, Uge5, DppIV, SrpkF)の作用機序を解析した。これまでに転写因子ClbRが転写を活性化する部位の限定、UDP-glucose 4-epimerase活性を有すUge5がセルロース分解酵素だけでなくマンナン分解酵素の遺伝子発現制御に関わること、DppIVのジペプチジル活性がセルラーゼ遺伝子の発現制御に関わること、SrpkFの推定リン酸化ドメインの改変により酵素発現量が亢進されることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物細胞壁を構成する多糖を酵素により分解し、得られた糖から有用物質を生産する技術は、持続可能な社会基盤を構築することに資する技術として注目されている。この技術革新に向けて改善すべき課題の一つに酵素生産コストの削減があげられる。本研究でたんぱく質リン酸化酵素の機能を改変することで、酵素生産を誘導するための物質がない条件化でも酵素生産を促進することを可能にした。本研究成果は、酵素生産コスト削減に資するものである。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Serine-arginine protein kinase-like protein, SrpkF, stimulates both cellobiose-responsive and D-xylose-responsive signaling pathways in Aspergillus aculeatus.2022

    • 著者名/発表者名
      Katayama R, Kobayashi N, Kawaguchi T, Tani S.
    • 雑誌名

      Current Genetics

      巻: 68 号: 1 ページ: 143-152

    • DOI

      10.1007/s00294-021-01207-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biogenic manganese oxides combined with 1-hydroxybenzotriazol and an Mn(II)-oxidizing enzyme from Pleosporalessp. Mn1 oxidize 3,4-dimethoxytoluene to yield 3,4-dimethoxybenzaldehyde2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Y, Tani S, Fujiwara M, Nakamura M, Sumitani J, Kawaguchi T
    • 雑誌名

      Journal of Biscience and Bioengineering

      巻: 131 号: 5 ページ: 475-482

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2020.12.014

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A component of the septation initiation network complex, AaSepM, is involved in multiple cellulose-responsive signaling pathways in Aspergillus aculeatus2021

    • 著者名/発表者名
      Tsumura Ryosuke、Sawada Kazumi、Kunitake Emi、Sumitani Jun-ichi、Kawaguchi Takashi、Tani Shuji
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 105 号: 4 ページ: 1535-1546

    • DOI

      10.1007/s00253-021-11110-7

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Aspergillus aculeatus SrpkFの1アミノ酸置換による非誘導条件下におけるセルラーゼ遺伝子発現の亢進2022

    • 著者名/発表者名
      源健太朗、炭谷順一、川口剛司、谷修治
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 糸状菌Aspergillus aculeatus における酸化ストレス応答へ のdipeptidyl peptidase IV の寄与2021

    • 著者名/発表者名
      森孝輔、炭谷順一、川口剛司、谷修治
    • 学会等名
      日本生物工学会第73回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Elucidation of the morphogenetic mechanism of Aspergillus aculeatus serine-arginine protein kinase-like protein, SrpkF2020

    • 著者名/発表者名
      源健太朗, 小林夏実, 谷修治, 炭谷順一, 川口剛司
    • 学会等名
      糸状菌分子生物学研究会若手の会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 糸状菌 Aspergillus aculeatus における uge5 破壊はカーボンカタボライト抑制を解除する2020

    • 著者名/発表者名
      谷 修治, 角谷 朝香, 炭谷 順一,川口 剛司
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Aspergillus aculeatus SepMを介したセルラーゼ遺伝子発現制御機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      澤田 和美, 津村亮介, 炭谷 順一, 谷 修治, 川口 剛司
    • 学会等名
      セルラーゼ研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Aspergillus aculeatus における ManR を介した選択的遺伝子発現制御に関わる転写因子の探索2019

    • 著者名/発表者名
      角谷 朝香, 炭谷 順一, 谷 修治, 川口 剛司
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] SrpkF participates in the early phase of induction in response to cellulosic carbon sources in Aspergillus aculeatus2019

    • 著者名/発表者名
      小林夏実、片山涼介、炭谷順一、谷修治、川口剛司
    • 学会等名
      Asian Mycology Congress 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aspergillus aculeatus SepMの形態形成およびcell wall integrity 経路への関与2019

    • 著者名/発表者名
      澤田 和美, 津村亮介, 炭谷 順一, 谷 修治, 川口 剛司
    • 学会等名
      糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] TANI@OMU

    • URL

      https://www.omu.ac.jp/agri/shuji_j/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] TANI@OPU

    • URL

      http://www.biosci.osakafu-u.ac.jp/shuji/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Tani@OPU

    • URL

      http://www.biosci.osakafu-u.ac.jp/shuji/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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