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2017 年度 実績報告書

細菌類から木材腐朽菌へのキノン類の供給経路を標的とした次世代木材防腐剤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H04526
研究機関東京農工大学

研究代表者

吉田 誠  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30447510)

研究分担者 五十嵐 圭日子  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (80345181)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード木材保存剤 / 微生物間相互作用 / PQQ / 木材腐朽
研究実績の概要

木材防腐剤は木材腐朽菌から木材を保護するために重要な薬剤であるが、多様な微生物に毒性を示す化合物を利用するため木材腐朽菌に特異的に効果を発現させることは困難である。本課題では、真菌の木材分解で重要な役割を果たすピラノース脱水素酵素(PDH)が細菌由来のピロロキノリンキノン(PQQ)を補酵素とすることに着目し、細菌から真菌へのPQQの供給系の遮断という全く新しいコンセプトに基づき腐朽現象特異的に効果を示す木材防腐剤の開発を目指した。具体的には、PDHにおけるPQQ結合阻害剤を探索し、それをベースとした防腐性を創出する。さらに、PDHの生理的機能から防腐性能発現機構の全貌を解明することも目指す。
本年度は、当該研究課題の最終年度であることから、PDHの生理的役割を明らかにするために、これまでの当課題の研究で示唆されてきたPDHと溶解性多糖モノオキシゲナーゼ(LPMO)との関連性について詳細に検討した。その結果、PDHは極めて効率の良いLPMOの電子供与体として機能し、その効率はモデル電子供与体であるアスコルビン酸よりも高かった。したがって、本課題で見出された阻害剤がターゲットにする生理現象は、植物細胞壁分解であることが強く示唆された。さらに、当該年度では、本研究課題の最も主要な目的であるPQQ阻害剤の特定を試みた。その結果、幾つかの阻害剤を見出すことに成功し、さらにそれを用いた阻害剤としての効果を評価した。これらの成果の詳細は成果報告書に記載する。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Norwegian University of Life Sciences/NIBIO(Norway)

    • 国名
      ノルウェー
    • 外国機関名
      Norwegian University of Life Sciences/NIBIO
  • [国際共同研究] University of Massachusetts(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Massachusetts
  • [雑誌論文] The pyrroloquinoline-quinone dependent pyranose dehydrogenase from Coprinopsis cinerea (CcPDH) drives lytic polysaccharide monooxygenase (LPMO) action2018

    • 著者名/発表者名
      Varnai Aniko、Umezawa Kiwamu、Yoshida Makoto、Eijsink Vincent G. H.
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: In press ページ: AEM.00156~18

    • DOI

      10.1128/AEM.00156-18

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 腐朽メカニズムの概要と研究の展望2018

    • 著者名/発表者名
      吉田 誠
    • 雑誌名

      木材保存

      巻: In press ページ: -

    • DOI

      -

  • [学会発表] 菌類による植物バイオマス分解機構について新たにわかってきたこと2018

    • 著者名/発表者名
      吉田 誠
    • 学会等名
      セルロース学会北海道・東北支部セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物分解性担子菌Coprinopsis cinerea由来アリールアルコール酸化酵素の基質認識機構の調査2018

    • 著者名/発表者名
      田丸慶明、梅澤 究、吉田 誠
    • 学会等名
      第68回日本木材学会年次大会
  • [学会発表] Pseudomonas aureofaciens 由来 2-ケト-D-グルコース 脱水素酵素における点変異導入が酵素活性に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      木村徳王、田丸慶明、吉田 誠、梅澤 究
    • 学会等名
      第68回日本木材学会年次大会
  • [学会発表] Auxiliary Activities Family 12: unique PQQ-dependent redox enzymes2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Yoshida
    • 学会等名
      Gordon Research Conference -Cellulases & Other Carbohydrate-Active Enzymes-
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Characterization of an LPMO9 acting on cellulose and hemicellulose from the brown-rot fungus Gloeophyllum trabeum2017

    • 著者名/発表者名
      Yuka Kojima、Aniko Varnai、Takuya Ishida、Naoki Sunagawa、Dejan M. Petrovic、Kiyohiko Igarashi、Jody Jellison、Barry Goodell、Gry Alfredsen、Bjorge Westereng、Vincent G. H. Eijsink、Makoto Yoshida
    • 学会等名
      Gordon Research Conference -Cellulases & Other Carbohydrate-Active Enzymes-
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of AA3 aryl-alcohol oxidase from the plant-saprophytic basidiomycete Coprinopsis cinerea2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Tamaru、Kiwamu Umezawa、Makoto Yoshida
    • 学会等名
      Gordon Research Conference -Cellulases & Other Carbohydrate-Active Enzymes-
  • [学会発表] The pyrroloquinoline-quinone (PQQ)-dependent quinohemoprotein pyranose dehydrogenase from Coprinopsis cinerea (CcPDH), belonging to the AA12 family, drives lytic polysaccharide monooxygenase (LPMO) action.2017

    • 著者名/発表者名
      Aniko Varnai、Kiwamu Umezawa、 Makoto Yoshida、Vincent G.H. Eijsink.
    • 学会等名
      Enzyme Engineering XXIV.
    • 国際学会
  • [学会発表] Coprinopsis cinerea由来アリールアルコール酸化酵素の基質特異性の調査2017

    • 著者名/発表者名
      田丸慶明、梅澤 究、吉田 誠
    • 学会等名
      第31回セルラーゼ研究会
  • [学会発表] Coprionopsis cinerea 由来アリールアルコール酸化酵素の点変異導入による基質特異性の改変2017

    • 著者名/発表者名
      田丸慶明、梅澤 究、吉田 誠
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成29年度大会
  • [学会発表] 褐色腐朽菌 Gloeophyllum trabeum 由来 LPMO9 のセルロースおよびヘミセルロース分解特性2017

    • 著者名/発表者名
      小嶋由香、Aniko Varnai、Dejan Petrovic、Borge Westereng、Vincent Eijsink、石田卓也、砂川直輝、五十嵐圭日子、Jody Jellison、Barry Goodell、Gry Alfredsen、吉田誠
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成29年度大会

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-10-07  

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