研究課題/領域番号 |
19K15884
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研究種目 |
若手研究
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
小区分40020:木質科学関連
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研究機関 | 東京大学 |
研究代表者 |
砂川 直輝 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 講師 (90839044)
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研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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キーワード | 細胞壁 / キシログルカン / セルロース / 糖質加水分解酵素 / 加水分解酵素 |
研究開始時の研究の概要 |
環境問題や気候変動等への国際的意識の高まりに対する対応として、より環境負荷の少ないバイオマス由来材料の創生が望まれている。一方、現状のバイオマス由来材料は強度や機能性の面で改善が必要とされる。本研究ではこの課題を解決する為、植物が広く有している架橋構造導入酵素キシログルカンエンドトランスグルコシダーゼ(XTH)に着目し、従来の生化学的なアプローチに精製細胞壁成分を用いた人工細胞壁モデルの構築と物理的強度測定を組み合わせる事で、XTH酵素が持つ機能と物理特性への影響を明らかに、知見を得る事を試みる。
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研究実績の概要 |
本研究では環境問題や気候変動等への国際的意識の高まりに対する対応としてより環境負荷の少ないバイオマス由来材料を創生すべく、植物体を形成する成分として代表的なセルロースとキシログルカンを互いに架橋することが出来る酵素キシログルカンエンドトランスグルコシダーゼ(以下、XTH)に着目し、多様なXTHの機能解析と、XTHによって架橋反応が行われたバイオマス材料の物理特性の理解を目的としている。 本年度は反応材料の物理特性の解析に必要となる多様なXTH酵素の取得を継続して検討し、同時にXTHの機能を比較するための測定準備を進めた。特に本年度はXTH酵素の研究に置いて大きなボトルネックとなっていた組換え酵素の生産において、普遍的に適用可能な生産プロトコルを確立するに至った。 植物を由来としたXTHを精製酵素として取得する事は依然として困難であったが、種々の組換えタンパク質発現ホスト、発現ベクター、融合タンパク質等を検討する事により広範なXTHタンパク質の発現に有効な組み合わせを見出す事が出来た。また調製した酵素は凝集性が非常に高く、精製後酵素を高濃度下に置くことにより、凝集沈殿の形成が確認されたが、 これに関しては酵素を溶解させるための溶媒条件を検討する事により解決する事が出来た。 現在は作成した組換えXTH発現系から数十mgスケールの組換え酵素を得る事が可能となっており、これを用いた酵素機能解析、取得酵素の結晶化、X線結晶構造解析による、基質特異性認識機構の解明に取り組むべく、作業を続けている。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究のボトルネックとなっていた精製酵素の取得に関する目途が付いた。今後は機能の評価を推し進める。
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今後の研究の推進方策 |
研究のボトルネックとなっていた精製酵素の取得に目途が付いた事から、今後は種々の基質に対する反応を確認するとともに取得酵素のX線結晶構造解析による、基質特異性認識機構の解明にも取り組んでいく予定である。
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