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2014 年度 実施状況報告書

Paenibacillus属細菌による真菌類捕食機構の解明と産業への応用

研究課題

研究課題/領域番号 26450099
研究機関福井県立大学

研究代表者

木元 久  福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (70283166)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードキチン / キチナーゼ / グルカン / グルカナーゼ / 抗生物質
研究実績の概要

申請者らが分離したPaenibacillus属細菌の真菌類捕食機構を分子レベルで明らかにすることを目的として、今年度は細胞壁分解機構および抗真菌活性について解析を行った。
真菌類の細胞壁はキチンやグルカンを主成分としているが、IK-5株は基質誘導型のキチン分解酵素(キチナーゼ)とグルカナーゼの両方を産生している。IK-5株のキチナーゼは、4種類の構成因子から構成される高分子複合体 “キチナソーム” を形成しており、ChiAおよびChiBは糖質加水分解酵素ファミリー(GH)18キチナーゼ、ChiCはキチン結合タンパク、ChiDはGH19キチナーゼであることを明らかにした。また、ChiAおよびChiBは同じGH-18キチナーゼであるが、両者はゲノム上でオペロンを形成しており、キチンの分解において同時に作用させることで相乗効果を発揮することも確認した。
一方、FPU-37株はキチナーゼを有しておらず、強力なグルカナーゼを構成的に産生していた。また、本菌株は抗真菌活性の高い抗生物質を産生するが、真菌類との接触面でのみ産生し、培地中には遊離しない。そこで、培地成分を鋭意検討し、安定的に抗生物質を産生させる培地の開発に成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

平成26年度の計画に沿って、順調に進展している。特に、抗生物質を安定的に産生させる培養条の件検討には多くの困難が予想されたが、予定どおり至適培養条件を決定することができた。

今後の研究の推進方策

研究計画を順調に達成できていることから、今後も予定どおり研究を遂行する予定である。

次年度使用額が生じた理由

当初計画よりスムーズに研究が遂行できた。

次年度使用額の使用計画

抗生物質の精製および構造決定に使用する予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Physicochemical Properties and Antimicrobial Performance of Benzyldimethylalkylammonium Bis (2-ethylhexyl) Phosphate.2015

    • 著者名/発表者名
      H. Katano, H. Kimoto, S. Taira, and T. Tsukatani
    • 雑誌名

      Sensors and Materials.

      巻: 27 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overexpression, purification, and characterization of Paenibacillus cell surface-expressed chitinase ChiW with two catalytic domains.2014

    • 著者名/発表者名
      T. Itoh, I Sugimoto, T. Hibi, F. Suzuki, K. Matsuo, Y. Fujii, A. Taketo, H. Kimoto
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 78 ページ: 624-634

    • DOI

      10.1080/09168451.2014.891935.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of chitosan-binding amino acid residues of chitosanase from Paenibacillus fukuinensis.2014

    • 著者名/発表者名
      D. Isogawa, H. Morisaka, K. Kuroda, H. Kusaoke, H. Kimoto, S. Suye, M. Ueda
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 78 ページ: 1177-1182

    • DOI

      10.1080/09168451.2014.917263.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the catalytic domains of Paenibacillus sp. str. FPU-7 cell surface-expressed chitinase ChiW.2014

    • 著者名/発表者名
      T. Itoh, T. Hibi, I Sugimoto, F. Suzuki, Y. Fujii, A. Taketo, H. Kimoto
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section F

      巻: F70 ページ: 350-353

    • DOI

      10.1107/S2053230X14002325.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Separation and Purification of Oligochitosan Based on Precipitation with Bis (2-ethylhexyl) phosphate Anion, Re-dissolution, and Re-precipitation as the Hydrochloride Salt.2014

    • 著者名/発表者名
      H. Katano, A. Fujiwara, H. Kimoto
    • 雑誌名

      J. Chitin Chitosan Sci.

      巻: 2 ページ: 75-78

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Paenibacillus属細菌のキチン分解機構2014

    • 著者名/発表者名
      木元 久, 伊藤貴文, 日び隆雄, 藤井 豊, 草桶秀夫
    • 雑誌名

      応用糖質科学

      巻: 4 ページ: 113-120

    • 査読あり
  • [学会発表] Paenibacillus属細菌由来細胞表層キチナーゼChiWの組換えタンパク質発現と細胞表層結合ドメインの応用2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤貴文、日び隆雄、横内佳奈、高宮杏奈、藤井 豊、武藤 明、木元 久
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県、岡山市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] “越前がに”のブランドイメージを活用した次世代型農業資材2014

    • 著者名/発表者名
      木元 久、笠原 康一、加藤 久晴、伊藤 貴文、日び隆雄
    • 学会等名
      北陸合同バイオシンポジウム
    • 発表場所
      八尾ゆめの森 ゆうゆう館(富山県、富山市)
    • 年月日
      2014-11-28 – 2014-11-29
  • [学会発表] 動物・植物の生体防御機構を活性化する動物性繊維キチンに期待を込めて ~その可能性と技術的課題の解決を探る~2014

    • 著者名/発表者名
      木元 久
    • 学会等名
      多糖の未来フォーラム
    • 発表場所
      九州大学(福岡県、福岡市)
    • 年月日
      2014-11-06 – 2014-11-06
    • 招待講演
  • [学会発表] Paenibacillus sp.IK-5キトサナーゼに存在するキトサン結合モジュール (DD1) のNMR溶液構造とキトサン結合に関与するアミノ酸残基2014

    • 著者名/発表者名
      新家粧子, 西村重徳, 木元久, 草桶秀夫, 大沼貴之, 深溝慶
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター(新潟県、新潟市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] 澱粉糖化菌およびセルロース糖化菌の単離2014

    • 著者名/発表者名
      木元久、 平修、植松宏平、片野肇
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター(新潟県、新潟市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] オリゴ糖結合がキトサン結合モジュールの熱安定性へ及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      新家粧子、尾井宏美、大沼貴之、木元 久、草桶秀夫、深溝 慶
    • 学会等名
      第28回キチン・キトサンシンポジウム
    • 発表場所
      順天堂大学本郷キャンパス・センチュリータワー(東京都、文京区)
    • 年月日
      2014-08-20 – 2014-08-21
  • [学会発表] Paenibacillus sp. IK-5 キトサナーゼのCBM 32キトサン結合モジュール-リガンド結合に関与するアミノ酸残基-2014

    • 著者名/発表者名
      新家粧子、尾井宏美、大沼貴之、西村重徳、木元 久、草桶秀夫、深溝 慶
    • 学会等名
      関西グライコサイエンスフォーラム
    • 発表場所
      大阪市立大学 学術情報総合センター(大阪府、大阪市)
    • 年月日
      2014-05-16 – 2014-05-16
  • [図書] 人と食と自然シリーズ4 食べ物と薬 ー食の薬効を探るー2014

    • 著者名/発表者名
      木元 久
    • 総ページ数
      160
    • 出版者
      建帛社

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公開日: 2016-05-27  

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