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担子菌由来新規リパーゼのポリエステル分解性の検証と発展

研究課題

研究課題/領域番号 22K19195
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

堀 千明  北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (50722948)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードリパーゼ / 酵素分解 / 担子菌 / プラスチック / 高分子分解 / 木材腐朽菌 / ポリエステル分解
研究開始時の研究の概要

これまで申請者は、針葉樹分解性の珍しい担子菌Phlebiopsis giganteaから針葉樹に多く含まれる脂質類を分解する新規高機能性リパーゼを同定し、生化学的に解析した。本酵素が商業用リパーゼと比較して合成ポリマーに対して高い生分解性がある可能性があることに着目し、本研究では、本酵素を中心として、ポリエステル分解を検証 ・強化する。これまで樹木分解について単離・ 解析されてきた担子菌からポリエステル分解を発展させようという点が特色となる探索研究である。

研究成果の概要

本研究では、担子菌Phlebiopsis giganteaから針葉樹に多く含まれる脂質類を分解する新規高機能性リパーゼについて、pHや温度依存性や、界面活性剤や有機溶媒の種類や濃度への感受性を明らかにした。さらに、脂肪酸の炭素鎖の長さが違うモデル基質に対する活性を測定し、基質特異性を明らかにした。バイオプラスチックの分解性について検討した結果、一部のポリエステルへの分解性が高いことを見出した。さらにリパーゼ生産・精製条件を検討することで大量に取得することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって得られた研究成果により、本担子菌由来リパーゼがバイオプラスチック分解において有用であることが示された。このような例は、真菌が持つ天然ポリマーの分解酵素を合成ポリマー分解へと応用することができる好例となる。今後も社会実装までには、実際のポリマー分解条件においては安定性や他の機能も必要となることが予想されるため、萌芽的研究のまず第一歩として社会的意義があると考えている。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 4件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Identification and characterization of methoxy- and dimethoxyhydroquinone 1,2-dioxygenase from Phanerochaete chrysosporium2024

    • 著者名/発表者名
      Kato Hiroyuki、Takahashi Yasushi、Suzuki Hiromitsu、Ohashi Keisuke、Kawashima Ryunosuke、Nakamura Koki、Sakai Kiyota、Hori Chiaki、Takasuka Taichi E.、Kato Masashi、Shimizu Motoyuki
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 90 号: 2

    • DOI

      10.1128/aem.01753-23

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genomic and secretomic analyses of the newly isolated fungus Perenniporia fraxinea SS3 identified CAZymes potentially related to a serious pathogenesis of hardwood trees2023

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Ruy、Mehjabin Jakia Jerin、Noguchi Hideki、Miyamoto Toshizumi、Takasuka Taichi E.、Hori Chiaki
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 89 号: 5

    • DOI

      10.1128/aem.00272-23

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 植物バイオマス分解利用に関する基礎研究2023

    • 著者名/発表者名
      堀千明
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 61 ページ: 590-595

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 木材腐朽菌Phanerochaete chrysosporiumの形質転換法の構築2024

    • 著者名/発表者名
      枡本和馬、堀千明
    • 学会等名
      第74回 日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 樹木防除を目指した樹木-寄生菌の相互作用解析2024

    • 著者名/発表者名
      堀千明
    • 学会等名
      第35回加藤記念研究助成贈呈式
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 樹木が生産する抗菌成分を担子菌が克服する分子相互作用の解明2023

    • 著者名/発表者名
      堀千明
    • 学会等名
      2023 旭硝子財団 助成研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] きのこ由来リパーゼの新規機能を支えるタンパク質構造のダイナミクス解析2022

    • 著者名/発表者名
      堀千明
    • 学会等名
      北大部局横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 森林生態系の微生物による樹木分解機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      堀千明
    • 学会等名
      植物学会北日本支部会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] Use of novel highly functional lipase from Basidiomycetes2022

    • 発明者名
      堀千明
    • 権利者名
      堀千明
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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