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2018 年度 実績報告書

シロアリセルラーゼの新規発現系の開発とその利用

研究課題

研究課題/領域番号 16K14879
研究機関東京大学

研究代表者

有岡 学  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20242159)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードシロアリ / 共生微生物 / 糸状菌 / キシラナーゼ / マンナナーゼ / グルクロン酸エステラーゼ
研究実績の概要

タカサゴシロアリ腸内共生細菌由来のキシラナーゼNtSymX11については、本年度中に投稿論文を作成・投稿し、Carbohydrate Research誌に掲載された(Carbohydr. Res. 474, 1-7 (2019))。併行して下等シロアリCoptotermes formosanusの腸内に共生する原生生物Holomastigotoides mirabile由来のキシラナーゼであるCfXyn11-3Aの生産、精製、および酵素学的性質の解析を行った。CfXyn11-3Aはこれまで上記シロアリの腸由来抽出物から精製されており、高い比活性を持つことがわかっていたが、微量しか得られていなかったため、今回組換えタンパク質としての生産を試みた。まず予想成熟体部分を大腸菌を用いてHisタグ付きで生産したが、不溶性画分に認められた。そこでTrigger factorを付加して低温で発現誘導したところ、可溶性画分への生産に成功した。精製タンパク質を用いて活性を測定したところ、本酵素がブナ由来キシランを分解するキシラナーゼ活性を示すこと、生成物がキシロトリオース等であることがわかった。しかし比活性はシロアリ腸抽出物由来の酵素に比べかなり低いことがわかった。この原因が大腸菌菌体内でのフォールディングエラーである可能性を考え、出芽酵母を用いた発現を行った。発現には分泌タンパク質であるαファクターのシグナルおよびプロ配列をキャリアに用いた。しかし、生産されたCfXyn11-3Aの大部分は不溶性画分に認められ、微量生産された可溶性タンパク質を用いても活性の検出には至らなかった。しかし、不溶化したタンパク質が後期ゴルジ体でのプロ配列の切断を受けていることが示唆され、不要化が小胞体ではなく、ゴルジ体以降のオルガネラで起こるという、これまでの常識とは異なる知見が得られた。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Characterization of CBM36-containing GH11 endoxylanase NtSymX11 from the hindgut metagenome of higher termite Nasutitermes takasagoensis displaying prominent catalytic activity.2019

    • 著者名/発表者名
      Kitamoto, M., Tokuda, G., Watanabe, H., and Arioka, M.
    • 雑誌名

      Carbohydr. Res.

      巻: 474 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.carres.2019.01.003

    • 査読あり
  • [学会発表] Heterologous production and analysis of cellular responses to the expression of GH11 xylanase from a symbiotic protist in the lower termite2019

    • 著者名/発表者名
      Minh Trang PHAM, Gaku TOKUDA, Hirofumi WATANABE, Minoru YOSHIDA, Manabu ARIOKA
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
  • [学会発表] A study on the enzymatic properties and physiological functions of mannan-degrading enzymes in Neurospora crassa2019

    • 著者名/発表者名
      Yunhan HSU, Minoru YOSHIDA, Manabu ARIOKA
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
  • [学会発表] Analysis on the physiological function of glucuronoyl esterase (GE) in the model filamentous fungus Neurospora crassa2019

    • 著者名/発表者名
      Ruijie WANG, Hiep Hung HUYNH, Minoru YOSHIDA, Manabu ARIOKA
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
  • [学会発表] シロアリおよび糸状菌由来の植物バイオマス分解酵素の性質解明とそれらを利用したバイオマス分解系構築の試み2018

    • 著者名/発表者名
      有岡 学
    • 学会等名
      (公財)発酵研究所 第12回助成研究報告会

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公開日: 2019-12-27  

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