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2015 年度 実施状況報告書

自発的に無機材料とハイブリッド化する微生物細胞の創製と微生物燃料電池への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K18273
研究機関北海道大学

研究代表者

中島 一紀  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50540358)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード生物環境プロセス / バイオミネラリゼーション
研究実績の概要

(1)シリカテインの発現検討および酵素機能解析
大腸菌を宿主として,シリカテインの発現について検討した。pET系ベクターを用い,37℃で発現誘導を行った場合にはシリカテインの発現がほとんど見られなかった。一方,pColdベクターを用い,15℃で発現誘導を行うことによりシリカテインの過剰発現に成功した。また,pColdベクターを用いた場合でもシリカテインは凝集体(インクルージョンボディ)となったため,活性体とするためにはリフォールディング操作が必要であることが示唆された。種々のリフォールディング条件を検討した結果,アルギニンとグルタチオンを用いることにより,凝集したシリカテインの可溶化と活性化に成功した。さらに,リフォールディングを必要としない発現系の構築を目的として,シリカテインと低分子タンパク質のフュージョンを検討した。その結果,Myxococcus xanthus 由来Protein SのN末端ドメインからなるProS2,あるいはBacillus subtilis由来の膜タンパクであるMisticを融合することで可溶化発現が促進され,また得られたシリカテインの比活性も高くなることが明らかとなった。
(2)シリカテインの細胞表層提示法の確立
Pseudomonas syringae由来氷核タンパク質のN末端部位(InaK-N)を足場(膜結合アンカー)とした大腸菌の表層提示法について検討を行った。pETベクターを用いることで大腸菌BL21(DE3)株で効率的にInaK-Nを発現できることをSDS-PAGEにより確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

H27年度はシリカテインの発現について検討し,大腸菌での発現とリフォールディング,およびタンパク質融合による可溶化発現に成功した。また,大腸菌での表層提示法の基盤を確立した。以上より,おおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

今後は,可溶化発現したシリカテインの細胞表層提示について検討する。また,シリカテインの触媒作用により作製したシリカの材料評価を行う。さらに,微生物燃料電池への応用に向けた細胞固定化およびバイオ電極作製等について検討を行う。

次年度使用額が生じた理由

当初購入予定の試薬を割引価格で購入したため。

次年度使用額の使用計画

次年度使用額分はH28年度に試薬購入代として使用する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Pretreatment combining ultrasound and sodium percarbonate under mild conditions for efficient degradation of corn stover2016

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Nakashima, Yuuki Ebi, Masaki Kubo, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto
    • 雑誌名

      Ultrasonics Sonochemistry

      巻: 29 ページ: 455-460

    • DOI

      10.1016/j.ultsonch.2015.10.017

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Novel Simple Process for Tocopherols Selective Recovery from Vegetable Oils by Adsorption and Desorption with an Anion-exchange Resin2016

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Hiromori, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Kazunori Nakashima, Toshikuni Yonemoto
    • 雑誌名

      Food Chemistry

      巻: 194 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1016/j.foodchem.2015.07.137

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of high quality biodiesel from waste acid oil obtained during edible oil refining using ion-exchange resin catalysts2015

    • 著者名/発表者名
      Naomi Shibasaki-Kitakawa, Kousuke Hiromori, Toru Ihara, Kazunori Nakashima, Toshikuni Yonemoto
    • 雑誌名

      Fuel

      巻: 139 ページ: 11-17

    • DOI

      10.1016/j.fuel.2014.08.024

    • 査読あり
  • [学会発表] Bacillus subtilis由来Misticタンパク質を利用した大腸菌によるシリカ重合酵素の可溶性発現2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川凛,中島一紀,北川尚美,米本年邦
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-28
  • [学会発表] 尿素分解菌を用いた新しい地盤固化技術の開発2015

    • 著者名/発表者名
      肥塚啓佑,檀上尭,中島一紀,川﨑了
    • 学会等名
      資源・素材2015
    • 発表場所
      愛媛大学(松山市)
    • 年月日
      2015-09-08

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公開日: 2017-01-06  

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