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2011 Fiscal Year Annual Research Report

セルロース合成酵素の機能解析基盤の構築

Research Project

Project/Area Number 22658053
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

杉山 淳司  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (40183842)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 今井 友也  京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (90509142)
Keywordsセルロース合成酵素 / CesABCD / 酢酸菌 / 大腸菌内再構成 / c-diGMP / 酵素反応速度論 / 協同性
Research Abstract

(1)酢酸菌セルロース合成酵素複合体GxCesABCDの大腸菌発現系の構築
全長で9,000bpにもなるCesABCDオペロン全長の大腸菌発現系の構築に成功した。得られた発現系を使ってタンパク質を発現にも成功した。簡易チェックの結果、Dタンパク質以外は膜タンパク質であると思われ、封入体でばなく、フォールドしたタンパク質が発現している可能性が高い。組換え体合成酵素複合体を得られるようになったという点で大変重要なステップだと思われる。
(2)c-diGMP合成酵素遺伝子の発現系改良
GxCesABCD遺伝子と、H22年度に開発したc-diGMP細胞内レベルを向上させた大腸菌に導入し、セルロース合成の大腸菌内再構成を試みたが、二つのベクターがコンパチブルでないことを見落としており、どちらかの発現系を、異なる複製起点を持つベクターに載せ替える必要があることが判明した。そこで、c-diGMP合成酵素の発現系を、別のプラスミドを使って構築することを試みた。現時点まで完成には至っていないが、間もなく完成の見通しである。
(3)試験管内系を使った酵素反応速度論的解析
H22年度に構築したc-diGMP合成のプロトコルをチューニングし、大量のc-diGMPが得られるようになった。このことを生かして、すでに構築している試験管内合成系を使って、セルロース合成の酵素反応速度論的解析を行った。その結果、セロオリゴ糖が反応に関与しうること、界面活性剤による可溶化で酵素反応機構が変化した(正の協同性が現れた)可能性があることを新たに示すことができた。
以上から、セルロース合成反応機構解明のための準備(各種発現系構築)が進むともに、既報の試験管内合成系を使って、酵素反応に関する具体的な知見を得ることに成功した。いずれも、今後の研究発展の基礎となるもので、セルロース合成酵素の機能解析基盤構築の目的を達成することができた。

  • Research Products

    (8 results)

All 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] セルロース生合成研究におけるバクテリアモデルの可能性2011

    • Author(s)
      今井友也
    • Journal Title

      Cellulose Communications

      Volume: 18 Pages: 156-162

  • [Journal Article] Extraction of cellulose-synthesizing activity of Gluconacetobacter xylinus by alkylmaltoside2011

    • Author(s)
      Hashimoto, A., Shimono, K., Horikawa, Y., Ichikawa, T., Wada, M., Imai, T., Sugiyama, J.
    • Journal Title

      Carbohydrate Research

      Volume: 346 Pages: 2760-2768

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] セルロース合成活性の速度論的解析-可溶化が合成活性に及ぼす影響-2012

    • Author(s)
      下農健治、堀川祥生、杉山淳司、今井友也
    • Organizer
      第62回日本木材学会大会
    • Place of Presentation
      北海道大学農学部
    • Year and Date
      2012-03-15
  • [Presentation] セルロース生合成の研究におけるバクテリアモデルの可能性2012

    • Author(s)
      今井友也
    • Organizer
      セルロース学会北海道・東北支部セミナー「バイオポリマー~合成機構解明から材料応用まで~」
    • Place of Presentation
      北海道大学工学部(招待講演)
    • Year and Date
      2012-02-23
  • [Presentation] セルロース合成活性の速度論的解析-酢酸菌を用いて-2011

    • Author(s)
      下農健治、堀川祥生、杉山淳司、今井友也
    • Organizer
      第5回植物細胞壁ネットワーク定例研究会
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台
    • Year and Date
      2011-10-01
  • [Presentation] 酢酸菌の膜内在性セルロース合成活性の再評価2011

    • Author(s)
      下農健治、杉山淳司、今井友也
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都国際会館
    • Year and Date
      2011-09-22
  • [Presentation] セルロース生合成の研究におけるバクテリアモデルの可能性2011

    • Author(s)
      今井友也
    • Organizer
      宮崎大学自然共生技術研究センター講演会「セルロースの合成から分解までを分子の視点で追跡する」
    • Place of Presentation
      宮崎大学工学部(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] 脂質再構成法によるセルロースのin vitro合成2011

    • Author(s)
      下農健治、堀川祥生、今井友也、杉山淳司
    • Organizer
      第18回日本セルロース学会年次大会
    • Place of Presentation
      信州大学工学部
    • Year and Date
      2011-07-15

URL: 

Published: 2013-06-26  

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