リパーゼ超誘導の分子機構解明と高立体選択性リパーゼの創製

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23580119
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 中央大学
• 研究代表者: 石塚 盛雄 中央大学, 理工学部, 教授 (50168241)
• 研究分担者: 赤沼 元気 中央大学, 理工学部, 助教 (30580063)
• 連携研究者: 牛尾 一利 新居浜工業高等専門学校, 生物応用化学科, 教授 (30203508)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 脂質代謝 / リパーゼ / リパーゼ超誘導剤 / 高級アルコール / 界面活性タンパク質 / ポリエステル / プロテオミクス / タンパク質工学

研究概要

安定かつ高立体選択的リパーゼは、工業的利用の観点から注目されている。ステアリルアルコールの添加は、オリーブ油で生育させた場合に比べて、熱安定・高立体選択的リパーゼ活性の数十倍以上の増強をもたらした。リパーゼのみならず表面活性タンパク質（EliA）が多量に強く誘導、分泌した。我々の実験結果から、ステアリルアルコールのような難水溶性のリパーゼ超誘導剤の添加、EliAの誘導と分泌、分泌EliAによるステアリルアルコールの乳化と細胞内への取り込み、リパーゼ大量誘導と分泌の機構を提案することができる。この機構の応用により高立体選択的リパーゼを大量に得ることが可能になった。

研究成果

• [雑誌論文] Single mutations introduced in the essential ribosomal proteins L3 and S10 cause sporulation defect in Bacillus subtilis (2013)
  • 著者名/発表者名: Genki Akanuma, Shota Suzuki, Koichi Yano, Hideaki Nanamiya, Yousuke Natori, Eri Namba, Kazuya Watanabe, Kazumi Tagami, Takuya Takeda, Yuka Iizuka, Ako Kobayashi, Morio Ishizuka, Hirofumi Yoshikawa, and Fujio Kawamura
  • 雑誌名: J. Gen. Appl. Microbiol 巻: 59(2) ページ: 105-117
• [雑誌論文] EliA facilitates the induction of lipase expression by stearyl alcohol in Ralstonia sp (2013)
  • 著者名/発表者名: Genki Akanuma, Hayato Ishibashi, Takahiro Miyagawa, Rie Yoshizawa, Sarotu Watanabe, Yu Shiwa, Hirofumi Yoshikawa, Kazutoshi Ushio, and Morio Ishizuka
  • 雑誌名: NT80. FEMS Microbiol. Lett 巻: 339(1) ページ: 48-56
• [雑誌論文] Proteomic analysis of the Streptomyces griseus ribosomal fraction (2012)
  • 著者名/発表者名: Genki Akanuma, Hideaki Nanamiya, Yoshihiro Mouri, Morio Ishizuka, and Yasuo Ohnishi
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 巻: 76(12) ページ: 2267-2274
• [雑誌論文] Inactivation of ribosomal protein genes in Bacillus subtilis : importance of each ribosomal protein for cell proliferation, as well as cell differentiation (2012)
  • 著者名/発表者名: Genki Akanuma, Hideaki Nanamiya, Yousuke Natori, Koichi Yano, Shota Suzuki, Shuya Omata, Morio Ishizuka, Yasuhiko Sekine, and Fujio Kawamura
  • 雑誌名: J . Bacteriol 巻: 194(22) ページ: 6282-6291
• [雑誌論文] Temperature-dependent self-splicing group I introns in the flagellin genes of the thermophilic Bacillus species (2012)
  • 著者名/発表者名: Jumpei Hayakawa and Morio Ishizuka
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 巻: 76(2) ページ: 410-413
• [学会発表] Ralstonia sp. NT80において高級アルコール添加に応答して発現するタンパク質群のプロテオーム解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大塚拓、永倉茉莉、吉澤梨絵、赤沼元気、志波優、渡辺智、吉川博文、牛尾一利、石塚盛雄
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度(平成26年度)大会
  • 発表場所: 明治大学等
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 高級アルコールによるリパーゼ・PHB生産誘導を促進する分泌タンパク質EliAの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 赤沼元気、多勢真大、鈴木優美、渡辺智、志波優、吉川博文、牛尾一利、石塚盛雄
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度(平成26年度)大会
  • 発表場所: 明治大学等
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] Ralstonia sp. NT80において高級アルコール添加に応答して発現するタンパク質群のプロテオーム解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永倉茉莉、吉澤梨絵、大塚拓、赤沼元気、志波優、渡辺智、吉川博文、牛尾一利、石塚盛雄
  • 学会等名: 第8回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学大学
  • 年月日: 20140307-09
• [学会発表] Ralstonia sp. NT80において高級アルコール添加に応答して発現するタンパク質群のプロテオーム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永倉茉莉,吉澤梨絵,大塚拓,赤沼元気,志波優,渡辺智,吉川博文,牛尾一利,石塚盛雄
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場他
  • 年月日: 20131203-06
• [学会発表] 高級アルコールによるリパーゼ・PHB生産誘導とその促進因子EliAの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 赤沼元気,吉澤理絵,永倉茉莉,大塚拓,志波優,渡辺智,吉川博文,牛尾一利,石塚盛雄
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場他
  • 年月日: 20131203-06
• [学会発表] Ralstonia sp. NT80由来耐熱性リパーゼの精製と特性理解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島村浩成,鈴木詠美,赤沼元気,牛尾一利,石塚盛雄
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場他
  • 年月日: 20131203-06
• [学会発表] 高級アルコールによるリパーゼ・PHB生産誘導とその促進因子EliAの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 赤沼元気,吉澤理絵,永倉茉莉,大塚拓,志波優,渡辺智,吉川博文,牛尾一利,石塚盛雄
  • 学会等名: グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 20130907-09
• [学会発表] Functional analysis of the lactone-specific esterase in Ralstonia sp. NT80 (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Ohta, Yusuke Iwama, Wataru Tsukimura, Genki Akanuma, and Morio Ishizuka
  • 学会等名: The 5th Congress of European Microbiologists (FEMS 2013)
  • 発表場所: Leipzig, Germany
  • 年月日: 20130721-25
• [学会発表] Transcriptional analysis of lipA and eliA genes induced by stearyl alcohol in Ralstonia sp. NT80 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Mizuno, Mami Sekiya, Genki Akanuma, Kazutoshi Ushio and Morio Ishizuka
  • 学会等名: The 5th Congress of European Microbiologists (FEMS 2013)
  • 発表場所: Leipzig, Germany
  • 年月日: 20130721-25
• [学会発表] EliA facilitates the induction of lipase expression by stearyl alcohol in Ralstonia sp. NT80 (2013)
  • 著者名/発表者名: Genki Akanuma, Hayato Ishibashi, Takahiro Miyagawa, Rie Yoshizawa, Satoru Watanabe, Yu Shiwa, Hirofumi Yoshikawa, Kazutoshi Ushio, and Morio Ishizuka
  • 学会等名: The 5th Congress of European Microbiologists (FEMS 2013)
  • 発表場所: Leipzig, Germany
  • 年月日: 20130721-25
• [学会発表] Ralstonia sp. NT80におけるリパーゼとその誘導促進因子の発現制御解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野佑貴、石橋隼、関谷麻美、吉澤梨絵、赤沼元気、牛尾一利、石塚盛雄
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度(平成25年度)大会
  • 発表場所: 東北大学等
  • 年月日: 20130324-27
• [学会発表] Ralstonia sp. NT80におけるリバーゼ発現誘導促進因子EliAの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 赤沼元気、石橋隼、宮川貴裕、吉澤梨絵、渡辺智、志波優、吉川博文、牛尾一利、石塚盛雄
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度(平成25年度)大会
  • 発表場所: 東北大学等
  • 年月日: 20130324-27
• [学会発表] Ralstonia sp. NT-80由来ラクトン特異的工ステラーゼの機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 太田友彦、岩間佑介、並木謙太、月村亘、赤沼元気、牛尾一利、石塚盛雄
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度(平成25年度)大会
  • 発表場所: 東北大学等
  • 年月日: 20130324-27
• [学会発表] Ralstonia sp. NT-80におけるリパーゼ発現誘導促進因子EliAの同定と解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 赤沼元気,石橋隼,宮川貴裕,吉澤理絵,渡辺智,志波優,吉川博文,牛尾一利,石塚盛雄
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] Ralstonia sp. NT-80におけるリパーゼ生産誘導時に分泌されるタンパク質のプロテオーム解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉澤梨絵,赤沼元気,志波優,渡辺智,吉川博文,牛尾一利,石塚盛雄
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] Role of lipase super-inducers in co-super-production system of lipase and surface-active protein from Pseudomonas-like bacteria (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishizuka, M., Ishibashi, H., Miyagawa, T., Osawa, R., Sekiya, M., Katagiri, R., Yoshizawa, R., Sato, N., Yamaguchi, M., Akanuma, G., and Ushio, K.
  • 学会等名: World Congress on Oleo Science (WCOS 2012) & 29th ISF Congress–JOCS / AOCS / KOCS / ISF Joint Meeting
  • 発表場所: Sasebo, Japan
  • 年月日: 20120930-1004
• [学会発表] Molecular mechanism of co-super-production system of lipase and surface-active protein from Pseudomonas-like bacteria. FEBS Journal, 279 (sup.1), 348, 2012 (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Ishizuka, H. Ishibashi, T. Miyagawa, R. Osawa, M. Sekiya, R. Katagiri, R. Yoshizawa, N. Sato, M. Yamaguchi, G. Akanuma and K. Ushio
  • 学会等名: Special Issue of 22nd IUBMB & 37th FEBS Congress
  • 発表場所: Seville, Spain
  • 年月日: 20120904-09
• [学会発表] Pseudomonas sp. NT-80における耐熱性リパーゼ発現誘導機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 赤沼元気、関谷麻美、吉澤梨絵、牛尾一利、志波優、渡辺智、吉川博文、石塚盛雄
  • 学会等名: 第6回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 20120310-12
• [学会発表] Co-super- production system of lipase and surface- active protein from Pseudomonas-like bacteria. Cell Signaling Networks Conference (CSN2011) : 13th IUBMB Conference (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishizuka, M., Ishibashi, H., Miyagawa, T., Akanuma, G., and Ushio, K.
  • 学会等名: 1st PABMB Conference and 3rd Meetings of the Signal Transduction Branch & Oxidative Stress Branches of SMB
  • 発表場所: Merida, Yucatan, Mexico
  • 年月日: 20111022-27
• [学会発表] Pseudomonas sp. NT-40由来エステラーゼの精製と機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩間佑介、太田友彦、並木謙太、月村亘、赤沼元気、石塚盛雄
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] Pseudomonas sp. NT-80株におけるリバーゼ転写制御因子の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 関谷麻美、佐藤ななえ、赤沼元気、牛尾一利、石塚盛雄
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] Pseudomonas sp. NT-80由来リバーゼの分子シャベロンを利用した精製と機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大澤力、赤沼元気、牛尾一利、石塚盛雄
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] Pseudomonas sp. NT-80株における界面活性作用蛋白質P15の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤沼元気、宮川貴裕、山口麻衣、石橋隼、牛尾一利、石塚盛雄
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] Pseudomonas sp. NT-80におけるリバーゼ発現制御因子探索と高生産株の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片桐龍之介、大森結加、高取令依、赤沼元気、牛尾一利、石塚盛雄
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 20110921-24
• [図書] Flagellar Glycosylation : Current Advances (Chapter 6, pp.127-152). In "Glycosylation" 436 pages, ed. by Petrescu, S. (2012)
  • 著者名/発表者名: Jumpei Hayakawa and Morio Ishizuka
  • 総ページ数: 127-152
  • 出版者: InTech
• [備考]
  • URL: http://www.chem.chuo-u.ac.jp/~celltech/
• [備考] 日経産業新聞(掲載記事)2013年8月5日(月)、11面(先端技術)「ラクトン」作製速度3倍薬や香料の原料中 大が酵素開発50度でも壊れず