2020 年度研究成果報告書

細菌の栄養獲得戦略から紐解く適応進化の分子機構

研究課題

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研究課題/領域番号	17H03794
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
研究分野	応用微生物学
研究機関	奈良先端科学技術大学院大学
研究代表者	吉田昭介奈良先端科学技術大学院大学, 研究推進機構, 特任准教授 (80610766)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード	PETase / Ideonella sakaiensis / 遺伝子破壊
研究成果の概要	Ideonella sakaiensisはPETを分解して栄養とすることが可能である。本研究では、I. sakaiensisが効率的にPETを分解する仕組みを探り、以下のことが明らかとなった。(1)PETaseの基質結合部位に変異導入を行い、PETaseの高いPET基質特異性はこれらのアミノ酸残基の影響が大きいことが明らかとなった。（２）I. sakaiensis遺伝子破壊系の構築に成功し、Δpetase株、Δmhetase株を構築した。（３）プロテオミクス解析から、新たにPETオリゴマーに加水分解活性を有する酵素を見出した。
自由記述の分野	応用微生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	（１）PETaseのPETに対する基質特異性の高さに貢献するアミノ酸残基が明らかとなった。これらを他のPET加水分解酵素に置換導入することで、機能改良につながることが期待できる。（２）I. sakaiensis遺伝子破壊系により、本菌の持つ遺伝子の生理学的な機能解析を行うことが可能となった。また、本菌の代謝系を人工的に改良し、有用物質生産につなげるなど、代謝工学への応用が可能となった。（３）新酵素の発見により、本菌のPET代謝への理解を進めることができるようになった。