バイオマスの有効利用を目指した超耐熱性エンドグルカネースの高機能化

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04F04585
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 石川 一彦 独立行政法人産業技術総合研究所, セルエンジニアリング研究部門, 主任研究員
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KANG Hee-Jin 独立行政法人産業技術総合研究所, セルエンジニアリング研究部門, 外国人特別研究員
• Keywords: ゲノム / セルラーゼ / 耐熱性 / アーケア / バイオマス / 酵素

Research Abstract

好熱菌アーケアのゲノム解析プロジェクトで解読したゲノム情報を用いて超耐熱性酵素の実用化研究を行った。特に木質バイオマスの有効利用、特に植物セルロースからアルコール生産を行うための前処理用酵素として期待されている超耐熱性セルロース加水分解酵素(超耐熱性エンドグルカネース)を好熱菌アーケアPyrococcus horikoshiiのゲノム情報から見いだしタンパク質工学的手法改良し、本酵素を大腸菌を用いて大量に発現させることに成功した。さらに、類似酵素の立体構造情報から、活性に関与すると思われるアミノ酸を見いだし、これらを変換することで高効率化したエンドグルカネースの作成を試みた。その結果、タンパク質中に存在するS-S結合を除去することで、耐熱性がわずかに低下するものの、本来のエンドグルカネースよりも活性が2倍以上に向上した酵素を調製することに成功した。さらに、キチンに特異的に結合すると思われるタンパク質を好熱菌アーケアのゲノム情報から見いだし、本酵素と融合させることで酵素の高機能化にも成功した。特に結晶性セルロースに対する加水分解活性を向上させることに成功し、現在、その機能解析と、遺伝子ランダム変異による高機能化を試みている。