タンパク質工学的手法による有機溶媒耐性酵素の作成

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20310139
• 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: 生物分子科学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 荻野 博康 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80233443)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 酵素 / 有機溶媒耐性 / タンパク質工学 / リパーゼ / プロテアーゼ / ブロモペルオキシダーゼ / アスパルテーム

研究概要

ファインケミカル製品等の製造プロセスにバイオ技術を導入することにより、これらのプロセスを環境適応型製造プロセスに転換することが可能となるが、ファインケミカル製品等の製造プロセスで溶媒として一般的に用いられている有機溶媒の存在下では、既存の生体触媒(酵素・微生物)を用いることができない。有機溶媒存在下では酵素は不安定で容易に失活するためである。そこで、有機溶媒存在下でも失活しない有機溶媒耐性生体触媒が切望されている。本研究では、酵素の有機溶媒耐性の原因解明とタンパク質工学的手法による新規有機溶媒耐性酵素の開発および、および有機溶媒耐性酵素や有機溶媒耐性微生物を高効率で用いるための工学的研究等、以下の項目について検討した。
(1)酵素の有機溶媒耐性の原因解明
(2)有機溶媒耐性付与が望まれる酵素の遺伝子の取得
(3)有機溶媒耐性酵素遺伝子の発現系の構築
(4)タンパク質工学的手法による有用な基質特異性を有する有機溶媒耐性酵素の作成

研究成果

• [雑誌論文] Enhancement of the aspartame precursor synthetic activity of an organic solvent-stable protease (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino, S. Tsuchiyama, M. Yasuda, and N. Doukyu
  • 雑誌名: Protein Engineering, Design and Selection 巻: Vol.23, No.3 ページ: 147-152
  • DOI: DOI:10.1093/protein/gzp08
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amino acid residues involved in organic solventstability of the LST-03 lipase (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kawata and H. Ogino
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: Vol.400, No.3 ページ: 384-388
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbrc.2010.08.080
  • 査読あり
• [雑誌論文] 組換えLST-03リパーゼの活性と安定性におよぼすカルシウムイオンの影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 河田拓也、井上相祐、安田昌弘、荻野博康
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: Vol.36, No.5 ページ: 143-148
  • DOI: DOI:10.1252/kakoronbunshu.36.143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organic solventtolerant enzymes (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Doukyu and H. Ogino
  • 雑誌名: Biochemical Engineering Journal 巻: Vol.48, No.3 ページ: 270-282
  • DOI: DOI:10.1016/j.bej.2009.09.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機溶媒耐性の向上したリパーゼの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 荻野博康
  • 雑誌名: バイオサイエンスとインダストリー 巻: Vol.68, No.3 ページ: 206-207
• [雑誌論文] Enhancement of the organic solvent-stability of the LST-03 lipase by directed evolution (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kawata and H. Ogino
  • 雑誌名: Biotechnology Progress 巻: Vol.25, No.6 ページ: 1605-1611
  • DOI: DOI:10.1002/btpr.264
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機溶媒耐性酵素 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻野博康
  • 雑誌名: 生化学 巻: Vol.81, No.12 ページ: 1109-1118
• [雑誌論文] 非水系バイオプロセスを可能にする有機溶媒耐性生体触媒 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻野博康
  • 雑誌名: ケミカルエンジニアリング 巻: Vol.54, No.10 ページ: 744-751
• [雑誌論文] 有機溶媒存在下で機能する酵素 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻野博康
  • 雑誌名: 化学工学 巻: Vol.73, No.7 ページ: 336-340
• [雑誌論文] Refolding of a recombinant organic solvent-stable lipase, which is overexpressed and forms an inclusion body, and activation with lipase-specific foldase (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino, S. Inoue, R. Akagi, M. Yasuda, N. Doukyu, and K. Ishimi
  • 雑誌名: Biochemical Engineering Journal 巻: Vol.40, No.3 ページ: 507-511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of recombinant glyoxylate reductase from thermophile Thermus thermophilus HB27 (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino, H. Nakayama, H. China, T. Kawata, N. Doukyu, and M. Yasuda
  • 雑誌名: Biotechnology Progress 巻: Vol.24, No.2 ページ: 321-325
  • DOI: DOI:10.1021/bp0702469
  • 査読あり
• [学会発表] Development of organic solvent-tolerant enzymes (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino
  • 学会等名: Biotrans 2011
  • 発表場所: Sicily, Italia
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] Development of enzymes which have high activity and high stability in the presence of organic solvents (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino
  • 学会等名: The 6th Joint China-Japan Chemical Engineering Symposium(CJCES-6)
  • 発表場所: Wuhan, China
  • 年月日: 2011-06-22
• [学会発表] An organic solvent-stable protease having high peptide synthetic activity (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino
  • 学会等名: The Asian Congress on Biotechnology 2011(ACB-2011)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2011-05-12
• [学会発表] Activation of an organic solvent-stable lipase with a lipase-specific foldase and calcium ion (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino
  • 学会等名: The 16th Symposium of Young Asian Biochemical Engineers' Community(YABEC2010) Symposium
  • 発表場所: Taoyuan, Taiwan
  • 年月日: 2010-11-21
• [学会発表] Development of organic solvent-tolerant enzymes (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino
  • 学会等名: The International Seminar on Fundamentals and Applications of Chemical Engineering(ISFAChE) 2010
  • 発表場所: Bali, Indonesia
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] Development of the high active and high stable enzyme which synthesizes aspartame precursor (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino
  • 学会等名: The Asia Pacific Biochemical Engineering Conference 2009
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2009-11-27
• [学会発表] Enhancement of activity of an organic solvent-stable lipase expressed by heterologous host (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino
  • 学会等名: Enzyme Engineering XX
  • 発表場所: Groningen, The Netherlands
  • 年月日: 2009-09-21
• [学会発表] Development of high permanence enzymes for environmentally friendly chemical processes (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Material Cycling Engineering
  • 発表場所: Sakai, Japan
  • 年月日: 2009-03-11
• [学会発表] Development of organic solvent-stable enzymes (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino
  • 学会等名: The 14th Symposium of Young Asian Biochemical Engineers' Community(YABEC2008)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2008-11-30
• [学会発表] Enhancement of aspartame precursor synthesis activity of an organic solvent-stable protease (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino
  • 学会等名: The 14th Symposium of Young Asian Biochemical Engineers' Community(YABEC2008)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2008-11-30
• [学会発表] Development of an aspartame precursor synthesis enzyme which is active and stable in the presence of organic solvents (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino
  • 学会等名: The Tenth JapanChina-Korean Joint Symposium on Enzyme Engineering
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2008-11-03
• [学会発表] Enhancement of the organic solvent-stability of a lipase from Pseudomonas aeruginosa LST-03 by directed evolution (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kawata and H. Ogino
  • 学会等名: The Tenth Japan-China-Korean Joint Symposium on Enzyme Engineering
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2008-11-03
• [図書] 酵素利用技術大系 (2010)
  • 著者名/発表者名: 荻野博康
  • 総ページ数: 1064
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス
• [産業財産権] 変異型プロテアーゼ及び該プロテアーゼを用いたペプチド合成方法 (2008)
  • 発明者名: 荻野博康
  • 権利者名: 公立大学法人大阪府立大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2008-217928
  • 出願年月日: 2008-08-27