研究課題
基盤研究(C)
担子菌類(きのこの仲間)のリグニン分解能力を利用して木質バイオマスの変換利用の際に障害となる高分子リグニンを分解除去する系は、常温常圧で反応が進み環境へのインパクトが少ない点が特徴である。担子菌の中でも白色腐朽菌類は、一般に菌体外に分泌するラッカーゼやペルオキシダーゼによって初発される連鎖的ラジカル反応によって、高分子リグニンの低分子化を促し、これによって生成する多様な芳香族有機化合物を分解・資化するとされている。本研究では、研究代表者が自ら開発を行ったリグニン分解性担子菌Pleurotus ostreatus(ヒラタケ)への遺伝子導入システムを利用して、木材糖化能が高度に高められた「遺伝子組換え担子菌」を作製する目的で、高分子リグニンをも直接分解することが可能な多機能型のマンガンペルオキシダーゼを発現するための組換えmnp2遺伝子を形質転換導入して遺伝子組換え体を単離し、本菌において多機能型ペルオキシダーゼの高発現を確認し、続いて難分解性環境汚染物質であるベンゾaピレンの分解を行って、野生型の数倍の除去能を獲得していることを明らかにした。また、野生型がMnP2を生産しない条件下でも、著量のMnP2を発現する条件を振蕩培養を用いた系で確立した。さらに本酵素の高分子基質との反応性における構造機能相関の解明を目的として、部位特異的変異導入によるアミノ酸置換変異体の解析を行って、本酵素のユニークな特徴である高分子基質との反応部位の特定、反応部位周辺部のアミノ酸の基質特異性決定への関与、野生型よりも高分子基質酸化能力が増強されたスーパー酵素の単離、に成功した。また、担子菌類における遺伝子破壊系の構築を目指して、ヒラタケから非相同末端結合系のKu70タンパク質をコードする遺伝子を単離し、解析を行った。
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