植物バイオマス分解酵素複合体（セルロソーム）の体系的な相乗効果ネットワーク解析

植物生物质降解酶复合物（纤维素体）的系统协同网络分析

基本信息

批准号：
21H02334
负责人：
平野展孝
金额：
$ 10.9万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02334/
关键词：
セルロソーム相乗効果無細胞蛋白質合成

项目摘要

植物バイオマス分解酵素複合体（セルロソーム）とは、嫌気性細菌の細胞表層に提示される多種多様な糖質加水分解酵素が集合した分子量数百万の巨大酵素複合体である。多種多様な糖質分解酵素が骨格蛋白質上に集積・近接化することで、結晶性セルロース分解に対して高い相乗効果を発揮することが知られている。本研究では、セルロソーム複合体内において酵素が近接した際に生じる相乗効果の学術的理解を目指す。好熱嫌気性細菌由来セルロソームによる結晶性セルロースの効率的分解に必要最小限な酵素因子を用いて、様々な酵素組成のセルロソーム複合体の試験管内再構成を行い、結晶性セルロース分解活性を指標とした体系的な相乗効果解析、セルロソーム複合体によって生じる結晶性セルロース分解産物の解析、及び、セルロソーム複合体の分子挙動観察によって、構成因子間で形成される相乗効果ネットワークの解明、構成因子間の反応遂次性の解明、相乗効果の作用機序の解明を試みる。令和３年度は、結晶性セルロースの効率的分解に必要最小限な酵素因子の小麦胚芽抽出液を用いた無細胞蛋白質合成と、酵素因子の精製を行い、様々な酵素組成のセルロソーム複合体の試験管内再構成を行った。今後、これらの試験管内再構成セルロソームを用いて、結晶性セルロース分解活性を指標とした体系的な相乗効果解析、セルロソーム複合体によって生じる結晶性セルロース分解産物の解析、及び、セルロソーム複合体の分子挙動観察を行ってゆく予定である。

植物生物质降解酶复合物（纤维素体）是分子量达数百万的巨大酶复合物，是展示在厌氧菌细胞表面的多种碳水化合物水解酶的集合。众所周知，多种碳水化合物降解酶在支架蛋白上积累并接近，对结晶纤维素的分解发挥高度协同作用。这项研究旨在提供对当酶在纤维素体复合物中紧密接近时发生的协同效应的学术理解。使用源自嗜热厌氧菌的纤维素体有效降解结晶纤维素所需的最少酶因子，在体外重构具有各种酶组成的纤维素体复合物，并以结晶纤维素分解活性为指标，对Cellulo进行系统的协同分析。通过分析纤维素体复合物产生的结晶纤维素降解产物并观察纤维素体复合物的分子行为，我们将阐明构成因素之间形成的协同网络，阐明构成因素之间的反应顺序，并尝试阐明协同效应。作用机制。 2021财年，我们将使用含有有效分解结晶纤维素所需的最少酶因子的小麦胚芽提取物合成无细胞蛋白质，纯化酶因子，并开发具有各种酶成分的纤维素体复合物。未来，我们将利用这些体外重构的纤维素体，以结晶纤维素分解活性为指标，系统地分析协同效应，分析纤维素体复合物产生的结晶纤维素降解产物，并分析纤维素体复合物的分子行为，我们计划继续进行观察。。