ミミズ由来の新規低温適応性糖質加水分解酵素の構造と機能の解析とその利用

• 研究課題/領域番号: 24580481
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境農学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 上田 光宏 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (50254438)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 糖質分解酵素 / 低温適応性 / ミミズ / キチナーゼ / アミラーゼ / X線結晶構造解析 / セルラーゼ / 低温適応酵素 / クローニング / 発現 / 糖質加水分解酵素

研究成果の概要

ミミズ由来の糖質分解酵素遺伝子のクローニング並びに異種宿主発現を行った．セルラーゼに関してはエンド型セルラーゼ遺伝子（EF-EG2) を酵母で発現させ，精製を行った．精製した組換え型EF-EG2は低温活性を有していた．また，X-線結晶構造解析よりEF-EG2の構造を明らかにしている．本酵素は構造既知の低温適応酵素同様，分子表面が負電荷に富んでいることから，低温適応性との関連が示唆された．その他の糖質分解酵素についても構造と機能を明らかにするための研究を進めている．

研究成果

• [雑誌論文] Cloning and expression of the cold-adapted endo-1,4-glucanase gene from Eisenia fetida (2013)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Ueda, Akihiro Ito, Masami Nakazawa, Kazutaka Miyatake, Minoru Sakaguchi , Kuniyo Inouye
  • 雑誌名: Carbohydrate Polymers 巻: 101 ページ: 511-516
  • DOI: 10.1016/j.carbpol.2013.09.057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of endo-1,4-β-glucanase from Eisenia fetida (2013)
  • 著者名/発表者名: Takao Arimori, Akihiro Ito, Masami Nakazawa, Mitsuhiro Ueda and Taro Tamada
  • 雑誌名: J. Synchrotron Rad. 巻: 20 号: 6 ページ: 884-889
  • DOI: 10.1107/s0909049513021110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structures of the catalytic domain of a novel glycohydrolas e family 23 chitinase from Ralstonia sp. A-471 reveals a unique a rrangement of the catalytic residues for inverting chitin hydrolysis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Arimori, T., Kawamoto, N., Shinya, S., Okazaki, N., Nakazawa, M., Miyatake, K., Fukamizo, T., Ueda, M., Tamada, T.
  • 雑誌名: The journal of biological chemistry 巻: 288 号: 26 ページ: 18696-706
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.462135
  • 査読あり
• [学会発表] Cloning and Expression of chitinase gene from Eisenia fetida (2015)
  • 著者名/発表者名: Ueda, Mistuhiro; Shioyama, Takeshi; Nakazawa, Masami; Sakamoto, Tatsuji; Sakaguchi, Minoru
  • 学会等名: ICCC / EUCHIS 2015
  • 発表場所: ドイツ_ミュンスター
  • 年月日: 2015-08-30 – 2015-09-02
• [学会発表] ミミズ（Eisenia fetida)由来のキチナーゼ遺伝子のクローニングと異種宿主発現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 上田光宏，塩山岳志，中澤昌美，阪本龍司，坂口実
  • 学会等名: 2015年度日本キチン・キトサン学会大会
  • 発表場所: 東海大学熊本校舎
  • 年月日: 2015-08-20 – 2015-08-21
• [学会発表] Ralstonia sp. A-471由来の新奇キチナーゼのキチンバインディングドメインの役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 櫻井俊輔，中澤昌美，阪本龍司，玉田太郎，深田はるみ，上田光宏
  • 学会等名: 2015年度日本キチン・キトサン学会大会
  • 発表場所: 東海大学熊本校舎
  • 年月日: 2015-08-20 – 2015-08-21
• [学会発表] カサゴ胃由来キチナーゼの大腸菌による発現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松永、柿崎、池田、福島、上田光宏、松宮政弘
  • 学会等名: 2015年度日本キチン・キトサン学会大会
  • 発表場所: 東海大学熊本校舎
  • 年月日: 2015-08-20 – 2015-08-21
• [学会発表] 冬虫夏草由来のプロテアーゼに関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上田光宏
  • 学会等名: 日本菌学会西日本支部大会
  • 発表場所: I-site なんば
  • 年月日: 2014-11-08
• [学会発表] シマミミズ（Eisenia fetida）由来の低温適応性 endo-1,4-beta-glucanase (EF-EG2)の構造と機能の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上田光宏，福原宏章，伊藤彰紘，中澤昌美，阪本龍司，有森貴夫，玉田太郎
  • 学会等名: 平成26年度生化学会大会
  • 発表場所: 京都_国立京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-15 – 2015-10-18
• [学会発表] コナサナギタケ（Paecilomyces farinosus）由来のプロテアーゼの精製・性質と遺伝子クローニング (2014)
  • 著者名/発表者名: 上田光宏, 森本和樹，中澤昌美，阪本龍司，楠田瑞穂，坂口 実，大内謙二
  • 学会等名: 日本きのこ学会25周年記念大会
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [学会発表] マツタケ菌糸の香気成分生成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 楠田 瑞穂，寺下 隆夫，上田 光宏
  • 学会等名: 食品酵素化学研究会第14回学術講演会
  • 発表場所: I-site なんば
  • 年月日: 2014-08-30
• [学会発表] 冬虫夏草（クモタケ）由来のプロテアーゼに関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上田 光宏，山本直美，中澤昌美，楠田瑞穂，大内謙二，井上國世
  • 学会等名: 食品酵素化学研究会第14回学術講演会
  • 発表場所: I-site なんば
  • 年月日: 2014-08-30
• [学会発表] シマミミズ(Eisenia fetida) 由来のキチナーゼ遺伝子のクローニングと発現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 塩山岳志，中澤昌美，阪本龍司，坂口実，上田光宏
  • 学会等名: 第28回キチン・キトサンシンポジウム
  • 発表場所: 東京＿順天堂大学
  • 年月日: 2014-08-07 – 2014-08-08
• [学会発表] シマミミズ(Eisenia fetida) 由来のβ-1,3グルカナーゼ遺伝子のクローニングと発現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小根森雄太，中澤昌美，阪本龍司，坂口実，上田光宏
  • 学会等名: 第28回キチン・キトサンシンポジウム
  • 発表場所: 東京＿順天堂大学
  • 年月日: 2014-08-07 – 2014-08-08
• [学会発表] アミスギタケの子実体形成に及ぼすアミノ酸の添加効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 楠田瑞穂・上田光宏・白坂憲章・寺下隆夫
  • 学会等名: 日本菌学会大会
  • 発表場所: サイエンスヒルズこまつ
  • 年月日: 2014-06-13 – 2014-06-15
• [学会発表] 低温適応性セルラーゼの結晶構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 玉田太郎，有森貴夫，福原宏章，伊藤彰鉱，上田光宏
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ2013
  • 発表場所: つくば国際会議場エポルカ
• [学会発表] ミミズ由来低温適応酵素の構造と機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上田光宏
  • 学会等名: 食品酵素化学研究会
  • 発表場所: 大阪府立大学 I-site難波
• [学会発表] Crystal structure of endo-1,4-[beta]-glucanase from Eisenia fetida (2013)
  • 著者名/発表者名: 有森貴夫，伊藤彰紘，中澤昌美，上田光宏，玉田太郎
  • 学会等名: 蛋白質科学会大会
  • 発表場所: とりぎん文化会館 鳥取
• [学会発表] Crystal structure of 1, 4-β-endoglucanase from E. foetida (2013)
  • 著者名/発表者名: Taro Tamada, Akihiro Itoh, Masami Nakazawa, Mitsuhiro Ueda, Takao Arimori
  • 学会等名: 4th International Symposium on Diffraction Structural Biology
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Functional analysis of a novel Family GH-23 chitinase from thermophilic bacterium Ralstonia sp. A-471 (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ueda, N. Kawamoto, M. Nakazawa, K. Miyatake, S. Nishimura, H. Fukada, T. Arimori, T. Ohnuma, T. Tamada, T. Fukamizo
  • 学会等名: 11th International Conference of the European Chitin Society
  • 発表場所: ポルトガル（ポルト）
• [学会発表] GH ファミリー23に属する新規キチナーゼの構造生物学的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 有森貴夫，川本乃理子，新家粧子，岡崎伸夫，中澤昌美，宮武和孝，深溝慶，上田光宏，玉田太郎
  • 学会等名: 食品酵素化学研究会
  • 発表場所: 大阪府立大学 I-site難波
• [学会発表] Cloning and expression of endo-1,4-beta-glucanase from Eisenia fetida (2013)
  • 著者名/発表者名: H.fukuhara, A. Ito, T. Arimori, M. Nakazawa, T. Sakamoto, S, Akazawa, T. Tamada, K. Inouye, M. Ueda
  • 学会等名: 第27回日本キチン・キトサンシンポジウム，第10回アジア太平洋キチン・キトサンシンポジウム
  • 発表場所: 米子コンベンションセンター
• [学会発表] Cloning and expression of alpha-amylase gene from Eisenia fetida (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamanouchi, M. Nakazawa, T. Sakamoto, S, Akazawa, K. Inouye, M. Ueda
  • 学会等名: 第27回日本キチン・キトサンシンポジウム，第10回アジア太平洋キチン・キトサンシンポジウム
  • 発表場所: 米子コンベンションセンター
• [学会発表] Cloning and heterologous expression of chitinase gene from Eisenia fetida (2013)
  • 著者名/発表者名: T.shioyama, M. Nakazawa, T. Sakamoto, S, Akazawa, K. Inouye, M. Ueda
  • 学会等名: 第27回日本キチン・キトサンシンポジウム，第10回アジア太平洋キチン・キトサンシンポジウム
  • 発表場所: 米子コンベンションセンター
• [学会発表] Cloning of CMCase gene from Bellamya chinensis laeta (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kawasaki, M. Nakazawa, T. Sakamoto, M. Sakaguchi, K. Inouye, M. Ueda
  • 学会等名: 第27回日本キチン・キトサンシンポジウム，第10回アジア太平洋キチン・キトサンシンポジウム
  • 発表場所: 米子コンベンションセンター
• [学会発表] 低温適応能を有する糖質分解酵素の構造と機能の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上田光宏
  • 学会等名: 飯島藤十郎記念食品科学振興財団＿第26回学術講演会
  • 発表場所: 神田学士会館
  • 招待講演
• [学会発表] Crystal structure of 1, 4-β-endoglucanase from E. foetida (2013)
  • 著者名/発表者名: Taro Tamada, Akihiro Itoh, Masami Nakazawa, Mitsuhiro Ueda, Takao Arimori
  • 学会等名: 4th International Symposium on Diffraction Structural Biology
  • 発表場所: 名古屋市中小企業振興会館（吹上ホール）
• [学会発表] シマミミズ由来 1, 4-β-エンドグルカナーゼの結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 有森 貴夫，伊藤彰紘，中澤昌美，上田 光宏，玉田太郎
  • 学会等名: 蛋白質科学会大会
  • 発表場所: とりぎん文化会館（鳥取）
• [学会発表] マルタニシ (Bellamya chinensis laeta) 由来のCMCaseの精製・性質と遺伝子クローニング (2012)
  • 著者名/発表者名: 川﨑恵子，上田光宏，丸山智史，中澤昌美，宮武和孝，坂口実，井上國世
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部大会
  • 発表場所: 京都学園大学
• [学会発表] ミミズ由来の低温適応性糖質分解酵素の酵素化学的性質と遺伝子クローニング (2012)
  • 著者名/発表者名: 上田光宏，伊藤彰紘 ，中澤昌美，宮武和孝，坂口 実，井上國世
  • 学会等名: 日本キチン・キトサンシンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
• [備考] 低温適応性を有する新規セルロース分解酵素
  • URL: http://www.iao.osakafu-u.ac.jp/ipbc/fea2010_postor/ueda.pdf
• [備考] 低温適応性を有する新規セルロース分解酵素
  • URL: http://www.kinkibio.com/seeds/images/seeds-24.pdf