高速原子間力顕微鏡を用いた固液界面におけるセルラーゼ分子の可視化

• 研究課題/領域番号: 21688023
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境農学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 五十嵐 圭日子 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (80345181)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 21,840千円 (直接経費: 16,800千円、間接経費: 5,040千円); 2010年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円); 2009年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
• キーワード: セルラーゼ / セルロース / 高速原子間力顕微鏡 / 固液界面 / セロビオヒドロラーゼ

研究概要

セルロースを分解する酵素(セルラーゼ)分子が、セルロース表面で「渋滞」を起こすことで、セルロースの分解効率を下げている様子を、高速原子間力顕微鏡によって直接観察することに成功しました。本結果は、「分子が渋滞する」という基礎科学的に新規な知見であるだけでなく、セルロース系バイオマスから液体燃料やプラスチック原料を高効率に生産するシステム構築にも重要な指針を与えます。

研究成果

• [雑誌論文] Traffic jams reduce hydrolytic efficiency of cellulase on cellulose surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, K., Uchihashi, T., Koivula, A., Wada, M., Kimura, S., Okamoto, T., Penttila, M., Ando, T., and Samejima, M.
  • 雑誌名: Science 巻: 333 ページ: 1279-1282
• [雑誌論文] セルロース培養系においてエノキタケが生産する糖質加水分解酵素ファミリー7セロビオヒドロラーゼの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石黒真希、堀友宣、吉田誠、高畠幸司、金子哲、五十嵐圭日子、鮫島正浩
  • 雑誌名: 木材学会誌 巻: 56 ページ: 397-404
  • NAID: 10029789394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular cloning of cDNAs encoding two glycoside hydrolase family 7 cellobiohydrolases from the basidiomycete Flammulina velutipes (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro, M., Hori, T., Ishida, T., Yoshida, M., Takabatake, K., Kaneko, S., Igarashi, K., Samejima, M.
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 27 ページ: 273-281
  • NAID: 10026527649
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-speed atomic force microscopy visualizes processive movement of Trichoderma reesei cellobiohydrolase I on crystalline cellulose (2009)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, K., Koivula, A., Wada, M., Kimura, S., Penttila, M., and Samejima, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 284 ページ: 36186-36190
• [学会発表] Traffic jams reduce hydrolytic efficiency of cellulase on cellulose surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, K.
  • 学会等名: Gordon Conference (Cellulosomes, Cellulases & Other Carbohydrate Modifying Enzymes)
  • 発表場所: ニューハンプシャー(米国)
  • 年月日: 2011-07-24
• [学会発表] Single molecular observations of processive glycosidases by high-speed atomic force microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, K., Uchihashi, T., Wada, M., Ando, T., Samejima, M.
  • 学会等名: 第48回生物物理学会
  • 発表場所: 宮城県
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Single molecular observations of processive glycosidases by high-speed atomic force microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Kiyohiko Igarashi, Takayuki Uchihashi, Masahisa Wada, Toshio Ando, Masahiro Samejima
  • 学会等名: 第48回生物物理学会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] プロセッシブ糖質加水分解酵素の分子機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐圭日子、和田昌久、鮫島正浩
  • 学会等名: 第24回キチン・キトサンシンポジウム
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] プロセッシブ糖質加水分解酵素の分子機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐圭日子、和田昌久、鮫島正浩
  • 学会等名: 第24回キチン・キトサンシンポジウム
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] Single molecule observations of processive glycosidases on crystalline substrates (2009)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, K.
  • 学会等名: JST/CREST Symposium : WBMA'09 Watching Biomolecules in Action
  • 発表場所: 大阪府
  • 年月日: 2009-12-15
• [学会発表] Single-molecule imaging of cellobiohydrolases on highly crystalline cellulose using high-speed atomic force microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, K. Gordon
  • 学会等名: Research Conference(Cellulosomes, Cellulases & Other Carbohydrate Modifying Enzymes)
  • 発表場所: 米国ニューハンプシャー州
  • 年月日: 2009-07-29
• [図書] Visualization of cellobiohydrolase I from Trichoderma reesei moving on crystalline cellulose using high-speed atomic force microscopy. Methods Enzymol. (2012)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, K., Uchihashi, T., Koivula, A., Wada, M., Kimura, S., Penttila, M., Ando, T., Samejima, M.
• [図書] 次世代バイオエタノール生産の技術革新と事業展開 (2010)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐圭日子、鮫鳥正浩
  • 総ページ数: 322
  • 出版者: 株式会社フロンティア出版
• [図書] 次世代バイオエタノール生産の技術革新と事業展開 (2010)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐圭日子、鮫島正浩
  • 総ページ数: 322
  • 出版者: 株式会社フロンティア出版
• [備考]
  • URL: http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2010/20100122-1.html
• [備考]
  • URL: http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2011/20110902-1.html
• [備考]
  • URL: http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2011/20110902-1.html