| 研究課題/領域番号 |
19K05811
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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38030:応用生物化学関連
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
舟根 和美 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (90353953)
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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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | リボゾーム工学 / 環状イソマルトオリゴ糖合成酵素 / キシラナーゼ / Paenibacillus / グルカンスクラーゼ / Leuconostoc / カラギーナーゼ / アガラーゼ / CIグルカノトランスフェラーゼ / 休眠酵素 / 微生物酵素 / 酵素生産 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
工業用酵素は微生物の菌体外酵素が多いが、菌体内酵素は菌の生存に必須なものが多いのに対し、菌体外酵素は必ずしも生存に不可欠でないために「休眠酵素」の状態をとっている場合が想定される。本研究では、最近申請者らが環状オリゴ糖生産酵素の覚醒に成功したパエニバチルス属菌において休眠状態と推定されるアガラーゼ関連酵素群を対象とする。また、新たに有用酵素生産菌のスクリーニングも行う。これら菌体外酵素をターゲットとして、「リボゾーム工学」法を用いて各種の変異導入を行い、休眠酵素遺伝子の覚醒を試みる。本課題は休眠酵素遺伝子を覚醒させることにより、これまでにない全く新しい機能を持つ酵素の発見を目指す。
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| 研究成果の概要 |
環状イソマルトオリゴ糖生産株であるPaenibacillus agaridevorans T-3040株のゲノム情報より2種類のキシラナーゼ遺伝子を有し、一方がキシロビオース、もう一方がキシロース生産酵素であると推定された。リボゾーム工学法によりキシラナーゼ活性が上昇した変異株を2株得た。2株の２つのキシラナーゼ遺伝子とも野生株よりも発現量が増加していたことがリアルタイムPCRで確認された。一方、土壌などからキシラナーゼ、ιカラギーナーゼ、アガラーゼ、グルカンなどの生産株、ポリエチレンテレフタレート分解菌、ポリスチレン分解菌を分離し、それぞれ育種を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、放線菌の抗生物質生産目的に研究開発されてきたリボゾーム工学法（リボゾーム関連遺伝子の自然突然変異導入法）が、休眠している酵素遺伝子も覚醒させるのではないかと考え、複数の「休眠酵素遺伝子」の覚醒およびそれらの休眠・覚醒メカニズムの解明を目指した。リボゾーム工学的育種により環状イソマルトオリゴ糖合成酵素と2種類のキシラナーゼの生産力が同時に高まった変異株を得ることができ、この方法を工業用酵素生産微生物にも適用できる可能性を示した。
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