バイオマスの違いを認識してセルロソームタンパク質個々がゲノムから選別発現する機構

• 研究課題/領域番号: 25289293
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 植田 充美 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (90183201)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2015年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2013年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: バイオマス / 分子認識 / 基質認識 / 転写制御 / セルロソーム / プロテオーム / リサイクルバイオテクノロジー / アーミング技術

研究成果の概要

絶対嫌気性菌 Clostridum cellulovorans はセルロースやヘミセルロースといった多糖類を効率よく分解できる。このメカニズムとしては、(1)細胞表層にセルロソームという巨大な酵素複合体を形成する; (2)ノンセルロソーマル酵素と呼ばれる分泌型の糖質分解酵素群を生産しセルロソーム上の酵素群と共役させている; (3)種々の多糖類を認識し分泌する糖質分解酵素群を最適化している、 の3つがあげられる。これまで全ゲノム解析の結果を基にしたプロテオーム解析によって、本微生物が種々の多糖を認識し、分泌の糖質分解酵素群を最適化する分子機構を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Elucidation of the recognition mechanisms for hemicellulose and pectin in Clostridium cellulovorans using intracellular quantitative proteome analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Aburaya, K. Esaka, H. Morisaka, K. Kuroda, M. Ueda
  • 雑誌名: AMB Express 巻: 5 号: 1 ページ: 29-29
  • DOI: 10.1186/s13568-015-0115-6
  • NAID: 120005763864
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A dcsign for the control of apoptosis in genetically modified Saccharomyces cerevisiae (2014)
  • 著者名/発表者名: Nao Nishida, Dongyu Jing, Kouichi Kuroda, Mitsuyoshi Ueda
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: (印刷中) 号: 2 ページ: 358-362
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.878224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced adsorption and recovery of uranyl ions by NikR mutant-displaying yeast (2014)
  • 著者名/発表者名: Kouichi Kuroda, Kazuki Ebisutani, Mitsuyoshi Ueda
  • 雑誌名: Biomolecules 巻: 4 号: 2 ページ: 390-401
  • DOI: 10.3390/biom4020390
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Activation of signaling pathways related to cell wall integrity and multidrug resistance by organic solvent in Saccharomyces cerevisiae (2014)
  • 著者名/発表者名: Nao Nishida, Dongyu Jing, Kouichi Kuroda, Mitsuyoshi Ueda
  • 雑誌名: Current genetics 巻: 60 号: 3 ページ: 149-162
  • DOI: 10.1007/s00294-013-0419-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of chitosan-binding amino acid residues of chitosanase from Paenibacillus fukuinensis (2014)
  • 著者名/発表者名: Danya Isogawa, Hironobu Morisaka, Kouichi Kuroda, Mitsuyoshi Ueda
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 78 号: 7 ページ: 1177-1182
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.917263
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single-cell heterogeneity in suppression of PC12 differentiation by direct microinjection of a differentiation inhibitor, U0126 (2014)
  • 著者名/発表者名: Jihye Chung, Natsuko Miura, Kouichi Kuroda, Mitsuyoshi Ueda
  • 雑誌名: Cell Biology International 巻: 38 号: 10 ページ: 1215-1220
  • DOI: 10.1002/cbin.10296
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Display of Clostridium cellulovorans xylose isomerase on the cell surface of S, cerevisiae and its direct application to xylose fermentation (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ota, H. Sakuragi, H. Morisaka, K. Kuroda, M. Ueda
  • 雑誌名: Biotechnology Progress 巻: 29 号: 2 ページ: 346-351
  • DOI: 10.1002/btpr.1700
  • 査読あり
• [雑誌論文] ABC transporters and cell wall proteins involved in organic solvent tolerance in Saccharomyces cergvisiae (2013)
  • 著者名/発表者名: Nao Nishida, Naoki Ozato, Ken Matsui, Kouichi Kuroda, Mitsuvoshi Ueda.
  • 雑誌名: Journal of biotechnology 巻: 165 号: 2 ページ: 145-152
  • DOI: 10.1016/j.jbiotec.2013.03.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial reorganization of yeast enolase to alter carbon metabolism under hypoxia (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Miura, m. Shinohara, Y. Tatsukami, H. Morisaka, K. Kuroda, M. Ueda
  • 雑誌名: Eukaryotic Cell 巻: 12 号: 8 ページ: 1106-1119
  • DOI: 10.1128/ec.00093-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aquisition of thermotolerant yeast Saccharomyces cerevisiae by breeding via stepwise adaptation (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Satomura, Y. Katsuyama, N. Miuram K. Kuroda, M. Ueda
  • 雑誌名: Biotechnology Progress 巻: 29 号: 5 ページ: 1116-1123
  • DOI: 10.1002/btpr.1754
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exoproteome profiles of Clostridium cellulovorans on various carbon sources (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Mtsui, J. Bae, K. Esaka, H. Morisaka, K. Kuroda, M. Ueda
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: 79 号: 21 ページ: 6576-6584
  • DOI: 10.1128/aem.02137-13
  • 査読あり
• [学会発表] Development of in vivo methylation system for gene-modification of cellulolytic bacterium, Clostridium cellulovorans (2015)
  • 著者名/発表者名: Jungwon Shin, Akihito Ishitaka, Kouichi Kuroda, and Mitsuyoshi Ueda
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: USA, Hawaii
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Construction of “glucose formation platform” using cellulosome-producing bacterium Clostridium cellulovorans (2015)
  • 著者名/発表者名: Takako INAMORI, Akihito ISHITAKA, Shunsuke ABURAYA, Hironobu MORISAKA, Kouichi KURODA, Mitsuyoshi UEDA
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: USA, Hawaii
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Intracellular and extracellular time-course proteome analyses of Clostridium cellulovorans grown on xylan (2015)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke ABURAYA, Jungwon SHIN, Kohei ESAKA, Hironobu MORISAKA, Kouichi KURODA Mitsuyoshi UEDA
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: USA, Hawaii
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] シュガープラットホーム創製に向けたClostridium cellulovoransの分子育種 (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲森貴子, 石高彰人, 油屋駿介, 森坂裕信, 黒田浩一, 植田充美
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Clostridium cellulovoransが生産するセルロソームを構成する酵素群の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石川岳,長屋千晶,江坂康平,田中礼士,柴田敏行,森坂裕信,黒田浩一,植田充美,田丸浩,三宅英雄
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Clostridium cellulovoransの基質に応じた代謝機構の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 油屋駿介,江坂康平,森坂裕信,黒田浩一,植田充美
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会,札幌コンベンションセンター
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] Clostridium cellulovoransにおけるセルロソームとノンセルロソーム関連遺伝子の発現調節機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高嶋和也,石川卓,田中礼士,柴田敏行,黒田浩一,植田充美,田丸浩,三宅英雄
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] A novel platform to determine and reconstruct an optimal enzyme combination for degradation of various biomasses: quantitative proteomic analysis and yeast cell (2014)
  • 著者名/発表者名: Jungu Bae, Kazuma Matsui, Hironobu Morisaka, Kouichi Kuroda, Mitsuyoshi Ueda
  • 学会等名: ASM
  • 発表場所: Boston Convention & Exhibition Center
  • 年月日: 2014-05-17 – 2014-05-21
  • 招待講演
• [学会発表] Cell surface engineering and its application
  • 著者名/発表者名: M. Ueda
  • 学会等名: IGER International Symposium on Cell Surface Structures and Functions
  • 発表場所: Nagoya
  • 招待講演
• [学会発表] Best natural combination of biomass-degrading proteins determined from super-proteome analysis of C. cellulovorans
  • 著者名/発表者名: J. Bae, K. Matsui, H. Morisaka, K. Kuroda, M. Ueda
  • 学会等名: World Biotechnology Congress 2013
  • 発表場所: Boston, USA
  • 招待講演
• [学会発表] ソフトバイオマス分解を目指したC. cellulovoransのエキソプロテオーム解析
  • 著者名/発表者名: 江坂康平、松井一真、森坂裕信、黒田幸一、植田充美
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 明治大学
• [学会発表] C. cellulovoransの基質認識の解析
  • 著者名/発表者名: 油屋駿介、江坂康平、森坂裕信、黒田浩一、植田充美
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 明治大学
• [図書] リサイクルバイオテクノロジーの最前線 (2013)
  • 著者名/発表者名: 植田充美
  • 総ページ数: 239
  • 出版者: シーエムシー出版