メタゲノム由来高機能β-グルコシダーゼの解析と応用

• 研究課題/領域番号: 26850067
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 松沢 智彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (10711971)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: メタゲノム / グルコシダーゼ / バイオマス / 酵素 / 糖質加水分解酵素 / 生成物阻害

研究成果の概要

環境中の微生物に由来するメタゲノムライブラリーから、高い生成物阻害耐性や熱安定性を有する高機能β-グルコシダーゼを複数単離することに成功した。高機能β-グルコシダーゼの酵素学的な諸性質の解析やリグノセルロース系バイオマスの糖化反応への利用の検討によって、単離した酵素が酵素学的にユニークであり、かつリグノセルロース系バイオマスの糖化反応に有用であることが明らかになった。また、高機能β-グルコシダーゼへの変異導入試験によって熱安定性の改善や糖転移メカニズムの解析を進めることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Improved thermostability of a metagenomic glucose-tolerant β-glycosidase based on its X-ray crystal structure (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsuzawa Tomohiko、Watanabe Masahiro、Yaoi Katsuro
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Biotechnology 巻: 101 号: 23-24 ページ: 8353-8363
  • DOI: 10.1007/s00253-017-8525-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening, identification, and characterization of a novel saccharide-stimulated β-glycosidase from a soil metagenomic library. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Matsuzawa, Katsuro Yaoi
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Biotechnology 巻: 101 号: 2 ページ: 633-646
  • DOI: 10.1007/s00253-016-7803-2
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Screening, identification, and characterization of α-xylosidase from a soil metagenome (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsuzawa T, Kimura N, Suenaga H, Yaoi K.
  • 雑誌名: J BIOSCI BIOENG 巻: 122 号: 4 ページ: 393-399
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2016.03.012
  • NAID: 40020966071
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal structure and identification of a key amino acid for glucose tolerance, substrate specificity and transglycosylation activity of metagenomic β-glucosidase Td2F2. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Matsuzawa, Toshinori Jo, Taku Uchiyama, Jenny A Manninen, Takatoshi Arakawa, Kentaro Miyazaki, Shinya Fushinobu, Katsuro Yaoi
  • 雑誌名: FEBS Journal 巻: - 号: 12 ページ: 2340-2353
  • DOI: 10.1111/febs.13743
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] ユニークな新規糖質加水分解酵素の単離と解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松沢智彦
  • 学会等名: 平成29年度 日本応用糖質科学会 東日本支部 若手奨励賞 受賞講演
  • 招待講演
• [学会発表] メタゲノムから単離した生成物阻害耐性を有するβ-グルコシダーゼの解析と高機能化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松沢智彦、渡邊真宏、矢追克郎
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会 平成29年度大会
• [学会発表] メタゲノム由来 新規有用酵素の探索・同定・精密解析・高機能化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松沢智彦
  • 学会等名: 2017年度生物工学若手研究者の集い（若手会）夏のセミナー
• [学会発表] メタゲノム由来β-グルコシダーゼTd2F2の生成物阻害耐性メカニズムの解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松沢智彦, 内山 拓, 城 俊徳, Jenny Manninen, 伏信進矢, 矢追克郎
  • 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: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 生成物阻害耐性β-グルコシダーゼTd2F2の生成物阻害耐性機構の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松沢智彦, 内山 拓, 城 俊徳, 伏信進矢, 矢追克郎
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会 平成26年度大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟市）
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [産業財産権] 生成物阻害耐性および基質阻害耐性を有するβ－グルコシダーゼ、それをコードする遺伝子 (2017)
  • 発明者名: 松沢智彦、渡邊真宏、矢追克郎
  • 権利者名: 松沢智彦、渡邊真宏、矢追克郎
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-006497
  • 出願年月日: 2017-01-18