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難発現性モリブデン酵素の汎用的異種発現系の確立と機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K15432
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関京都大学

研究代表者

竹内 道樹  京都大学, 農学研究科, 特定助教 (40766193)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードモリブデン酵素 / 異種発現
研究開始時の研究の概要

モリブデン酵素は、様々な反応を触媒するユニークな酸化還元酵素であり、幅広い分野に応用可能な酵素である。しかしながら、取り扱いの難しさから、研究があまり進んでこなかった。本研究では、モリブデン酵素の研究において重要な「モリブデン酵素の異種発現」を確立し、それを利用してモリブデン酵素の学術的な知見を深める。さらに、環境分野や、健康分野といった様々な分野へ応用する。

研究成果の概要

モリブデン酵素は、様々な反応を触媒するユニークな酸化還元酵素であり、その反応の多
様性から、幅広い分野に応用可能な酵素である。Rhodococcus erythropolisを異種発現として用いることで、ウラシル/チミンデヒドロゲナーゼ、キサンチンオキシダーゼ、ポリフェノールデヒドロキシラーゼの異種発現(一部同種)に成功した。活性型での異種発現条件を検討した結果、モリブデン酸の添加やコドン頻度の最適化が活性型での異種発現において重要であることがわった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

モリブデン酵素は、様々な反応を触媒するユニークな酸化還元酵素であり、その反応の多
様性から、幅広い分野に応用可能な酵素である。例えば、ギ酸脱水素酵素による二酸化炭素が還元や、腸内細菌のポリフェノール脱水素酵素による腸内代謝など、環境分野や健康分野といった様々な分野に関与する重要な酵素である。モリブデン酵素の活性型での異種発現に関する知見は、モリブデン酵素の学術的知見を深めるうえで必要不可欠であり、その応用は幅広い分野に役立ち、社会的意義が高いものである。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Quantification of leuco-indigo in indigo-dye-fermenting suspension by normal pulse voltammetry.2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi, M., K. Sowa, M. Takeuchi, K. Nakagawa, M. Matsunaga, A. Ando, K. Kano, J. Ogawa, E. Sakuradani.
    • 雑誌名

      J Biosci Bioeng

      巻: 134 号: 1 ページ: 84-88

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2022.04.009

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Indigo-Mediated Semi-Microbial Biofuel Cell Using an Indigo-Dye Fermenting Suspension2021

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Mayu、Sowa Keisei、Nakagawa Kasumi、Matsunaga Momoka、Ando Akinori、Kano Kenji、Takeuchi Michiki、Sakuradani Eiji
    • 雑誌名

      Catalysts

      巻: 11 号: 9 ページ: 1080-1080

    • DOI

      10.3390/catal11091080

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Isolation and characterization of indigo-reducing bacteria and analysis of microbiota from indigo fermentation suspensions2021

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Kasumi、Takeuchi Michiki、Tada Manami、Matsunaga Momoka、Kugo Masami、Kiyofuji Suzuna、Kikuchi Mayu、Yomota Kazuya、Sakamoto Takaiku、Kano Kenji、Ogawa Jun、Sakuradani Eiji
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 86 号: 2 ページ: 273-281

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab209

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanistic Insights into Indigo Reduction in Indigo Fermentation: A Voltammetric Study.2021

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, K., M. Takeuchi, M. Kikuchi, S. Kiyofuji, M. Kugo, T. Sakamoto, K. Kano, J. Ogawa, E. Sakuradani
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 89 号: 1 ページ: 25-30

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.20-00123

    • NAID

      130007965922

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Voltammetric in-situ monitoring of leuco-indigo in indigo-fermenting suspensions2021

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, K., M. Takeuchi, M. Kikuchi, M. Tada, T. Sakamoto, K. Kano, J. Ogawa, E. Sakuradani
    • 雑誌名

      J Biosci Bioeng

      巻: - 号: 5 ページ: 565-571

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2021.01.005

    • NAID

      40022568972

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of xanthine oxidase from Cellulosimicrobium funkei possessing hypoxanthine‐metabolizing activity2020

    • 著者名/発表者名
      Kozono, I., M. Takeuchi, S. Kozono, A. Satomura, W. Aoki, M. Hibi, J. Ogawa
    • 雑誌名

      Journal of Applied Microbiology

      巻: - 号: 6 ページ: 2132-2140

    • DOI

      10.1111/jam.14891

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 藍染め染色液の電気化学的解析と微生物燃料電池への応用2022

    • 著者名/発表者名
      竹内道樹,中川香澄,菊地真由,宋和慶盛,松永桃花,阪本鷹行, 安藤晃規,小川 順,加納健司,櫻谷英治
    • 学会等名
      電気化学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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