セルロース分解ボトルネックを回避するβ-グルコシダーゼの開発

• 研究課題/領域番号: 26660081
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 森 春英 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (80241363)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: β-グルコシダーゼ / バイオマス糖化 / 酵素活性化 / 反応機構 / セルロース / 酵素糖化 / 生成物阻害 / バイオマス / 糖化

研究成果の概要

放線菌由来βグルコシダーゼはグルコースにより顕著に活性化される．様々な基質および単糖などを用いた詳細な速度論的解析等により，活性化はグルコースに限らず他の単糖および短鎖の基質自身でも起こること，活性化はkcatの増加に伴うものであり，Kmの低下は確認されないを明らかにした．単糖の遠位サブサイトへの結合による基質の非生産的結合抑制と解釈された．関与するアミノ酸残基に基づき活性化型βグルコシダーゼの推定が可能となった．

研究成果

• [雑誌論文] Structural insights into the difference in substrate recognition of two mannoside phosphorylases from two GH130 subfamilies (2016)
  • 著者名/発表者名: Ye, Y., Saburi, W., Odaka, R., Kato, K., Sakurai, N., Komoda, K., Nishimoto, M., Kitaoka, M., Mori, H., and Yao, M.
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 590 号: 6 ページ: 828-837
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12105
  • 査読あり
• [雑誌論文] A single-nucleotide polymorphism in an endo-β-glucanase gene controles seed coat permeability in soybean (2015)
  • 著者名/発表者名: Jang, S.J., Sato, M., Sato, K., Jitsuyama, Y., Fujino, K., Mori, H., Takahashi, R., Benitez, E.R., Liu, B., Yamada, T., and Abe, J.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 6 ページ: e0128527-e0128527
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0128527
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of rice Os4BGlu13 as a β-glucosidase which hydrolyzes gibberellin A4 1-O-β-D-glucosyl ester, in addition to tuberonic acid glucoside and salicylic acid derivative glucosides. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hua, Y., Ekkhara, W., Sansenya, S., Srisomsap, C., Roytakul, S., Saburi, W., Takeda, R., Matsuura, H., Mori, H., and Ketudat Cairns, J.R.
  • 雑誌名: Arch. Biochem. Biophys. 巻: 583 ページ: 36-46
  • DOI: 10.1016/j.abb.2015.07.021
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Structural insights into the epimerization of β-1,4-linked oligosaccharides catalyzed by cellobiose 2-epimerase, the sole enzyme epimerizaing non-anomeric hydroxyl groups of unmodified sugars (2014)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Fujiwara, Wataru Saburi, Hirokazu Matsui, Haruhide Mori, Min Yao
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 289 号: 6 ページ: 3405-3415
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.531251
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of a thermophilic 4-O-β-D-mannosyl-D-glucose phosphorylase from Rhodothermus marinus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nongluck Jaito, Wataru Saburi, Rei Odaka, Yusuke Kido, Ken Hamura, Mamoru Nishimoto, Motomitsu Kitaoka, Hirokazu Matsui, Haruhide Mori
  • 雑誌名: Bioscience Biotechnology Biochemistry 巻: 78 号: 2 ページ: 263-270
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.882760
  • 査読あり
• [学会発表] Molecular basis for the epimerization of oligosaccharides by cellobiose 2-epimerase (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Saburi, Takaaki Fujiwara, Nongluck Jaito, Hirohiko Muto, Hirokazu Matsui, Min Yao, and Haruhide Mori
  • 学会等名: 11th Carbohydrate Bioengineering Meeting
  • 発表場所: Espoo, Finland
  • 年月日: 2015-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of the recombinant cellobiose 2-epimerase from Rhodothermus marinus and site-directed mutagenesis of the catalytic residues. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nongluck Jaito, Wataru Saburi, Hirohiko Muto, Takaaki Fujiwara, Min Yao, and Haruhide Mori
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] Rhodothermus marinus JCM9785由来セロビオース2-エピメラーゼの基質結合部位周辺アミノ酸残基の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 武藤 洋彦，佐分利 亘，藤原 孝彰，姚 閔，森 春英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] グライコシンターゼ反応を利用したシロイヌナズナ由来β-グルコシダーゼBglu15のアグリコン特異性の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菅原 好美，佐分利 亘，谷口 沙希，今井 亮三，森 春英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] GH130 β-マンノシドホスホリラーゼ：発見､生理的機能､酵素反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森春英、佐分利亘、松井博和
  • 学会等名: 日本糖質学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学（名古屋市）
  • 年月日: 2014-08-11