セルロース系バイオマスの完全酵素糖化を目指したセルラーゼの 高機能化

• 研究課題/領域番号: 22580090
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 川口 剛司 大阪府立大学, 大学院・生命環境科学研究科, 教授 (70195056)
• 研究分担者: 炭谷 順一 大阪府立大学, 大学院・生命環境科学研究科, 准教授 (10264813) ; 谷 修治 大阪府立大学, 大学院・生命環境科学研究科, 助教(現講師) (80405357)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 微生物利用学 / セルラーゼ / β-グルコシダーゼ / バイオマス / A. aculeatus / 進化分子工学 / A.aculeatus

研究概要

糸状菌Aspergillus aculeatusの生産するセルラーゼ成分の中で最も植物性バイオマスの酵素糖化に有用なβ-グルコシダーゼ1の改良を図った。まず,セルロース結合ドメインを付与したところ,不溶性セルロースに対する活性が向上した。一方,基質結合部位付近のアミノ酸をランダムに置換した変異体ライブラリの中から生産物であるグルコースによる阻害が大幅に低減した変異酵素を取得することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal structure of glycoside hydrolase family 3 beta-glucosidase 1 from Aspergillus aculeatus (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, K., Sumitani, J., Nam, Y.-W., Nishimaki, T., Tani, S., Wakagi, T., Kawaguchi, T., Fushinobu, S
  • 雑誌名: Biochemical Journal 巻: 452 ページ: 211-221
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel transcriptional regulator, ClbR, controls the cellobiose- and cellulose-responsive induction of cellulase and xylanase genes regulated by two distinct signaling pathways in Aspergillus aculeatus (2013)
  • 著者名/発表者名: Kunitake, E., Tani, S., Sumitani, J., Kawaguchi, T
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Biotechnology 巻: 97 ページ: 2017-2028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversible impairment of the ku80gene by a recyclable marker in Aspergillus aculeatus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tani, S., Tsuji, A., Kunitake, E., Sumitani, J., Kawaguchi, T
  • 雑誌名: AMB Express 巻: 3 号: 1 ページ: 4-4
  • DOI: 10.1186/2191-0855-3-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structures of glycoside hydrolase family 3 β-glucosidase 1 from Aspergillus aculeatus (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, K.
  • 雑誌名: Biochemical Journal 巻: 452 (2) 号: 2 ページ: 211-221
  • DOI: 10.1042/bj20130054
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of the saccharification capability of high-functional cellulase JN11 for various pretreated biomasses through a comparison with commercially available counterparts (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T., Nakazawa, H., Ida, N., Okada, H., Tani, S., Sumitani, J., Kawaguchi, T., Ogasawara, W., Morikawa, Y., Kobayashi, Y
  • 雑誌名: Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology 巻: 9 ページ: 1741-1749
  • 査読あり
• [雑誌論文] XlnR-independent signaling pathway regulates both cellulase and xylanase genes in response to cellobiose in Aspergillus aculeatus (2012)
  • 著者名/発表者名: Tani, S., Kanamasa, S., Arai, M., Sumitani, J., Kawaguchi, T
  • 雑誌名: Current Genetics 巻: 58 ページ: 93-104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of a recombinant Trichoderma reesei strain expressing Aspergillus aculeatus・-glucosidase 1 for efficient biomass conversion (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa, H., Kawai, T., Ida, N., Shida, Y., Kobayashi, Y., Okada, H., Tani, S., Sumitani, J., Kawaguchi, T., Morikawa, Y., Ogasawara, W
  • 雑誌名: Biotechnology and Bioengineering 巻: 109 ページ: 92-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of the saccharification capability of high-functional cellulase JN11 for various pretreated biomasses through a comparison with commercially available counterparts (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T.
  • 雑誌名: Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology 巻: 39 (12) 号: 12 ページ: 1741-1749
  • DOI: 10.1007/s10295-012-1195-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of a recombinant Trichoderma reesei strain expressing Aspergillus aculeatus β-glucosidase 1 for efficient biomass conversion (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa, H., Kawai, T., Ida, N., Shida, Y., Kobayashi, Y., Okada, H., Tani, S., Sumitani, J., Kawaguchi, T., Morikawa, Y., Ogasawara, W.
  • 雑誌名: Biotechnology and Bioengineering 巻: 109 号: 1 ページ: 92-99
  • DOI: 10.1002/bit.23296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of Aspergillus aculeatus for insertional mutagenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Emi Kunitake, Shuji Tani, Jun-ichi Sumitani, Takashi Kawaguchi
  • 雑誌名: AMB Express (open access journal) 巻: 1 号: 1 ページ: 46-46
  • DOI: 10.1186/2191-0855-1-46
  • 査読あり
• [学会発表] Aspergillus aculeatus由来β-グルコシダーゼ1の基質特異性について (2013)
  • 著者名/発表者名: 馬場祐太朗
  • 学会等名: 2013 年日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] セルロース系バイオマスの酵素糖化に関する基盤研究（1）バイオマス糖化に対するTrichoderma reesei由来成分酵素の網羅的機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河合哲志
  • 学会等名: 2013年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 宮城県（東北大学川内北キャンパス）
• [学会発表] バイオマス完全糖化を目指したβ-グルコシダーゼ導入組換えTrichoderma reesei株構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平沢大樹
  • 学会等名: 2013年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 宮城県（東北大学川内北キャンパス）
• [学会発表] Aspergillus aculeatus 由来 β-glucosidase 1 の基質特異性について (2013)
  • 著者名/発表者名: 馬場祐太朗
  • 学会等名: 2013年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 宮城県（東北大学川内北キャンパス）
• [学会発表] Aspergillus aculeatus由来β-グルコシダーゼ1(BGL1)の酵素反応速度論的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬場祐太朗
  • 学会等名: 第26回セルラーゼ研究会
  • 発表場所: 茨城
  • 年月日: 2012-05-25
• [学会発表] Aspergillus aculeatus由来β-グルコシダーゼ1のセロオリゴ糖分解能について (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬場祐太朗
  • 学会等名: 2012 年日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Aspergillus aculeatus由来分泌型β-glucosidase 1のセロオリゴ糖分解について (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬場祐太朗, 谷修治, 炭谷順一, 川口剛司
  • 学会等名: 2012年日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都府(京都女子大学)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Aspergillus aculeatus由来β-グルコシダー１ (BGL1) の酵素反応速度論的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬場祐太朗
  • 学会等名: 第26回セルラーゼ研究会
  • 発表場所: 茨城県（花王株式会社霞ヶ浦研修所）
• [学会発表] Aspergillus aculeatus由来分泌型b-glucosidaseの反応特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹谷俊亮
  • 学会等名: 第12回糸状菌分子生物学コンファレンス
  • 発表場所: 愛知県（産業労働センター）
• [学会発表] Aspergillus aculeatus 由来β-グルコシダーゼ1(BGL1)のセロビアーゼ活性の向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 馬場祐太朗
  • 学会等名: 第25回セルラーゼ研究会
  • 発表場所: 茨城
  • 年月日: 2011-10-15
• [学会発表] Aspergillus aculeatus β-グルコシダーゼ1(BGL1)のセロビアーゼ活性の向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 馬場祐太朗, 谷修治, 炭谷順一, 川口剛司
  • 学会等名: 第25回セルラーゼ研究会
  • 発表場所: 茨城県(花王株式会社霞ヶ浦研修所)
  • 年月日: 2011-10-15
• [学会発表] Aspergillus aculeatus由来分泌型β-glucosidase 1の反応特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹谷俊介, 谷修治, 炭谷順一, 川口剛司
  • 学会等名: 第25回セルラーゼ研究会
  • 発表場所: 茨城県(花王株式会社霞ヶ浦研修所)
  • 年月日: 2011-10-15
• [学会発表] Aspergillus aculeatusのセルラーゼ (2011)
  • 著者名/発表者名: 川口剛司
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] Aspergillus aculeatusのセルラーゼ (2011)
  • 著者名/発表者名: 川口剛司, 谷修治, 炭谷順一
  • 学会等名: 第11回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 大阪府(ホテル阪急エキスポパーク)(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] Aspergillus aculeatus由来β-グルコシダーゼ1(BGL1)の N 型糖鎖欠損 variant の作製と解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 馬場祐太朗
  • 学会等名: 第24回セルラーゼ研究会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] Aspergillus aculeatus由来β-glucosidase 1 (BGL1)のN型糖鎖欠損variantの作製と解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 馬場祐太朗, 谷修治, 炭谷順一, 川口剛司
  • 学会等名: 第10回糸状菌分子生物学コンファレンス
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] Aspergillus aculeatus由来β-グルコシダーゼ1の X 線結晶構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健太郎
  • 学会等名: 第24回セルラーゼ研究会
  • 発表場所: 茨城
  • 年月日: 2010-07-23
• [学会発表] Aspergillus aculeatus由来β-グルコシダーゼ1(BGL1)の N 型糖鎖欠損 variant の作製と解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 馬場祐太朗
  • 学会等名: 第24回セルラーゼ研究会
  • 発表場所: 茨城
  • 年月日: 2010-07-23
• [学会発表] Aspergillus aculeatus由来β-glucosidase 1 (BGL1)のN型糖鎖欠損variantの作製と解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 馬場祐太朗, 谷修治, 炭谷順一, 川口剛司
  • 学会等名: 第24回セルラーゼ研究会
  • 発表場所: 花王株式会社霞ヶ浦研修所
  • 年月日: 2010-07-23
• [学会発表] Aspergillus aculeatus菌体外プロテアーゼの同定と遺伝子破壊 (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂田侑子, 谷修治, 炭谷順一, 川口剛司
  • 学会等名: 第24回セルラーゼ研究会
  • 発表場所: 花王株式会社霞ヶ浦研修所
  • 年月日: 2010-07-23
• [学会発表] Aspergillus aculeatus aceI遺伝子欠損株はβ-グルコシダーゼの高生産を引き起こす
  • 著者名/発表者名: 小西宏和, 谷修治, 炭谷順一, 川口剛司
  • 学会等名: 2011年日本農芸化学会大会
  • 発表場所: (中止のため要旨集のみ)
• [学会発表] プロテアーゼ遺伝子破壊によるAspergillus aculeatus β-グルコシダーゼの高生産
  • 著者名/発表者名: 斎藤彰宏, 谷修治, 炭谷順一, 川口剛司
  • 学会等名: 2011年日本農芸化学会大会
  • 発表場所: (中止のため要旨集のみ)
• [備考]
  • URL: http://www.biochem.osakafu-u.ac.jp/AM/
• [産業財産権] 新規セルラーゼ (2010)
  • 発明者名: 炭谷順一,谷修治,川口剛司
  • 権利者名: 公立大学法人大阪府立大学
  • 産業財産権番号: 2010-099291
  • 出願年月日: 2010-04-22
• [産業財産権] 新規セルラーゼ (2010)
  • 発明者名: 炭谷順一, 谷修治, 川口剛司
  • 権利者名: 大阪府立大学
  • 産業財産権番号: 2010-099291
  • 出願年月日: 2010-04-22