Paenibacillus属細菌による真菌類捕食機構の解明と産業への応用

• 研究課題/領域番号: 26450099
• 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: 応用微生物学
• 研究機関: 福井県立大学
• 研究代表者: 木元 久 福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (70283166)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: Paenibacillus / キチン / キトサン / グルカン / キチナーゼ / キトサナーゼ / グルカナーゼ / 根圏細菌 / 根圏微生物 / 抗生物質

研究成果の概要

本研究では、Paenibacillus属細菌による抗真菌メカニズムを詳細に解析した。その結果、Paenibacillus属細菌は、種々の細胞壁分解酵素だけでなく、異なる種類の抗菌物質も産生していた。本研究の成果は、難分解性バイオマスの有効利用に関する分子基盤技術の確立に貢献する。また、その分解産物である機能性オリゴ糖は、バイオ農薬や健康食品、抗真菌薬への応用も期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Biochemical and biotechnological trends in chitin, chitosan, and related enzymes produced by Paenibacillus IK-5 Strain. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kusaoke H, Shinya S, Fukamizo T, Kimoto H.
  • 雑誌名: Int J Biol Macromol. 巻: 未定 ページ: 1633-1640
  • DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2017.04.118
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal Structure of Chitinase ChiW from Paenibacillus sp. str. FPU-7 Reveals a Novel Type of Bacterial Cell-Surface-Expressed Multi-Modular Enzyme Machinery (2016)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Itoh, Takao Hibi, Fumiko Suzuki, Ikumi Sugimoto, Akihiro Fujiwara, Koji Inaka, Hiroaki Tanaka, Kazunori Ohta, Yutaka Fujii, Akira Taketo, and Hisashi Kimoto
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 11 号: 12 ページ: e0167310-e0167310
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0167310
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Determination of Chitin Based on the Colorimetric Assay of Glucosamine in Acidic Hydrolysate (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Katano, M. Takakuwa, H. Hayakawa, and H. Kimoto
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 32 号: 6 ページ: 701-703
  • DOI: 10.2116/analsci.32.701
  • NAID: 130005156494
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanism of chitosan recognition by CBM32 carbohydrate-binding modules from a Paenibacillus sp. IK-5 chitosanase/glucanase (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinya, S., Nishimura, S., Kitaoku, Y., Numata, T., Kimoto, H., Kusaoke, H., Ohnuma, T. and Fukamizo, T.
  • 雑誌名: Biochem J. 巻: 473 号: 8 ページ: 1085-1095
  • DOI: 10.1042/bcj20160045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of Chitin Based on the Colorimetric Assay of Glucosamine in Acidic Hydrolysate. (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Katano, M. Takakuwa, H. Hayakawa, and Hisashi Kimoto
  • 雑誌名: Anal. Sci. 巻: 32 ページ: 1-4
  • NAID: 130005156494
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Physicochemical Properties and Antimicrobial Performance of Benzyldimethylalkylammonium Bis (2-ethylhexyl) Phosphate. (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Katano, H. Kimoto, S. Taira, and T. Tsukatani
  • 雑誌名: Sensors and Materials. 巻: 27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression, purification, and characterization of Paenibacillus cell surface-expressed chitinase ChiW with two catalytic domains (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Itoh, I. Sugimoto, T. Hibi, F. Suzuki, K. Matsuo, Y. Fujii, A. Taketo, H. Kimoto
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem. 巻: 78 号: 4 ページ: 624-634
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.891935
  • 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] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the catalytic domains of Paenibacillus sp. strain FPU-7 cell-surface-expressed chitinase ChiW. (2014)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T., Hibi, T., Sugimoto, I., Suzuki, F., Fujii, Y., Taketo, A. and Kimoto, H.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. F Struct. Biol. Commun. 巻: 70 号: 3 ページ: 350-353
  • DOI: 10.1107/s2053230x14002325
  • 査読あり
• [雑誌論文] Separation and Purification of Oligochitosan Based on Precipitation with Bis (2-ethylhexyl) phosphate Anion, Re-dissolution, and Re-precipitation as the Hydrochloride Salt. (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Katano, A. Fujiwara, H. Kimoto
  • 雑誌名: J. Chitin Chitosan Sci. 巻: 2 ページ: 75-78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Paenibacillus属細菌のキチン分解機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木元 久, 伊藤貴文, 日び隆雄, 藤井 豊, 草桶秀夫
  • 雑誌名: 応用糖質科学 巻: 4 ページ: 113-120
  • 査読あり
• [学会発表] FPU-37株における180-kDa 糖タンパク質遺伝子のクローニングと発現 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉見 僚太、藤井 豊、田端 和仁、野地 博行、木元 久
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度（平成29年度）大会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都市）
• [学会発表] 植物生育促進根圏細菌(PGPR) Paenibacillus sp. FPU-37株は植物の感染特異的タンパク質を誘導する (2017)
  • 著者名/発表者名: 石田瑠美、吉見僚太、笠原康一、藤井 豊、奥 直也、木元 久
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度（平成29年度）大会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都市）
• [学会発表] Paenibacillus属細菌由来細胞表層キチナーゼChiWの立体構造 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 貴文、日ビ 隆雄、藤井 豊、武藤 明、木元 久
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度（平成29年度）大会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都市）
• [学会発表] 植物生長促進細菌（PGPB）FPU-37株による病害抵抗性誘導の解析および農業利用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石田瑠美、吉見僚太、横山佳菜子、笠原康一、藤井 豊、木元 久
  • 学会等名: 第9回北陸合同バイオシンポジウム
  • 発表場所: 金津創作の森（あわら市）
• [学会発表] Paenibacillus属細菌FPU-37株における遺伝子操作系の構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉見僚太、米田祐貴、田中優紀、藤井 豊、木元 久
  • 学会等名: 第9回北陸合同バイオシンポジウム
  • 発表場所: 金津創作の森（あわら市）
• [学会発表] Paenibacillus sp. FPU-37株由来β-1,3-グルカナーゼ遺伝子のクローニングと大量発現系の構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西岡健太、藤井 豊、石田瑠美、吉見僚太、早川 祝、木元 久
  • 学会等名: 第8回北陸合同バイオシンポジウム
  • 発表場所: 山中温泉「山中座」（石川県加賀市）
  • 年月日: 2015-10-30
• [学会発表] Paenibacillus属細菌FPU-37株が産生する澱粉誘導タンパク質の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉見僚太、木元 久
  • 学会等名: 第8回北陸合同バイオシンポジウム
  • 発表場所: 山中温泉「山中座」（石川県加賀市）
  • 年月日: 2015-10-30
• [学会発表] 溶液 NMR 法と X 線結晶解析によるキトサン結合モジュールとキトサンの相互作用解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 新家粧子、西村重徳、北奥喜仁、木元 久、草桶秀雄、沼田倫征、大沼貴之、深溝 慶
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会 平成 27 年度大会(第 64 回)・応用糖質科学シンポジウム
  • 発表場所: 奈良春日野国際フォーラム（奈良県・奈良市）
  • 年月日: 2015-09-18
• [学会発表] Paenibacillus sp. FPU-37 株由来アミラーゼ遺伝子のクローニングと解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木元久, 平修, 植松宏平, 片野肇
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会 平成 27 年度大会(第 64 回)・応用糖質科学シンポジウム
  • 発表場所: 奈良春日野国際フォーラム（奈良県・奈良市）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Paenibacillus属細菌由来細胞表層キチナーゼChiWの組換えタンパク質発現と細胞表層結合ドメインの応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤貴文、日び隆雄、横内佳奈、高宮杏奈、藤井 豊、武藤 明、木元 久
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県、岡山市）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] “越前がに”のブランドイメージを活用した次世代型農業資材 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木元 久、笠原 康一、加藤 久晴、伊藤 貴文、日び隆雄
  • 学会等名: 北陸合同バイオシンポジウム
  • 発表場所: 八尾ゆめの森 ゆうゆう館（富山県、富山市）
  • 年月日: 2014-11-28 – 2014-11-29
• [学会発表] 動物・植物の生体防御機構を活性化する動物性繊維キチンに期待を込めて ～その可能性と技術的課題の解決を探る～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 木元 久
  • 学会等名: 多糖の未来フォーラム
  • 発表場所: 九州大学（福岡県、福岡市）
  • 年月日: 2014-11-06
  • 招待講演
• [学会発表] Paenibacillus sp.IK-5キトサナーゼに存在するキトサン結合モジュール (DD1) のNMR溶液構造とキトサン結合に関与するアミノ酸残基 (2014)
  • 著者名/発表者名: 新家粧子, 西村重徳, 木元久, 草桶秀夫, 大沼貴之, 深溝慶
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター（新潟県、新潟市）
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] 澱粉糖化菌およびセルロース糖化菌の単離 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木元久、 平修、植松宏平、片野肇
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター（新潟県、新潟市）
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] オリゴ糖結合がキトサン結合モジュールの熱安定性へ及ぼす影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 新家粧子、尾井宏美、大沼貴之、木元 久、草桶秀夫、深溝 慶
  • 学会等名: 第２８回キチン・キトサンシンポジウム
  • 発表場所: 順天堂大学本郷キャンパス・センチュリータワー（東京都、文京区）
  • 年月日: 2014-08-20 – 2014-08-21
• [学会発表] Paenibacillus sp. IK-5 キトサナーゼのCBM 32キトサン結合モジュール－リガンド結合に関与するアミノ酸残基－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 新家粧子、尾井宏美、大沼貴之、西村重徳、木元 久、草桶秀夫、深溝 慶
  • 学会等名: 関西グライコサイエンスフォーラム
  • 発表場所: 大阪市立大学 学術情報総合センター（大阪府、大阪市）
  • 年月日: 2014-05-16
• [図書] 人と食と自然シリーズ４ 食べ物と薬 ー食の薬効を探るー (2014)
  • 著者名/発表者名: 木元 久
  • 総ページ数: 160
  • 出版者: 建帛社