深海由来微生物のセルロース分解機構の解明

阐明深海微生物的纤维素分解机制

基本信息

批准号：
19K15956
负责人：
立岡美夏子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K15956/
关键词：
セルラーゼ深海

项目摘要

深海では浅海から沈降する有機物をエネルギー源とした生態系が広がっていると考えられているが、深海における有機物の生分解については知見がほとんど得られていない。セルロースは植物や藻類、ホヤなどによって豊富に生産されることに加えて高い結晶性を持つことから、深海までたどり着く有機物の多くを占めることが推測される。そこで本研究では、独自のスクリーニング手法を用いて深海からセルロース分解菌を分離することで、深海由来微生物の保有する糖質関連酵素及びそのセルロース分解メカニズムを明らかにすることとした。本年度は、これまでの成果を取りまとめ、セルロース分解活性の高感度検出法に関する論文としてiScience誌に発表し、さらに手法をプロトコル化してSTARProtocolsに発表した。併せて、深海由来セルロース分解菌GE09株の分類学的論文をIJSEM誌で発表した。また、本年度は深海由来の複数の分離株が有する酵素の違いに着目して研究を進めた結果、特に新規性の高いCR0109株が、エキソ型セルラーゼを持たないにも関わらず、結晶性セルロースを効率的に分解できることを明らかとした。本菌の近縁種においては、セルロース分解菌に一般的に存在する酵素群ではなく、多様なタンパク質を用いて分解反応を行っていることが示唆されている。今後、詳細な発現解析と酵素の機能解析を進めて行く予定である。

人们认为，利用浅海沉积的有机物作为能源的生态系统在深海中广泛存在，但人们对深海中有机物的生物降解知之甚少。纤维素由植物、藻类、海鞘和其他生物大量产生，并且高度结晶，因此推测到达深海的有机物中大部分是由纤维素构成的。因此，在本研究中，我们决定采用独特的筛选方法从深海中分离纤维素降解细菌，以阐明深海微生物所拥有的碳水化合物相关酶及其纤维素降解机制。今年，我们总结了迄今为止的成果，并在《iScience》杂志上发表了一篇关于纤维素分解活性的高灵敏度检测方法的论文，并将该方法转换成方案并发表在 STARProtocols 上。同时，一篇关于来自深海的纤维素降解菌GE09菌株的分类学论文发表在IJSEM上。此外，今年，我们对深海多种分离株所具有的酶的差异进行了研究，结果发现高度新颖的菌株CR0109即使不具有外切纤维素酶，也能产生结晶纤维素。已表明它可以被有效地分解。有人认为，这种细菌的相关物种使用多种蛋白质来进行分解反应，而不是纤维素降解细菌中常见的酶。未来，我们计划进行详细的表达分析和酶功能分析。

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

分離培養とゲノム解析から明らかになる深海セルロース分解菌の新奇性

通过分离培养和基因组分析揭示深海纤维素降解细菌的新颖性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
立岡美夏子;津留美紀子;出口茂
通讯作者：
出口茂

Surface Pitting on Nanofibrous Matrix as an Ultra- Sensitive Indicator for Enzymatic Hydrolysis of Crystalline Cellulose

DOI：
10.26434/chemrxiv.14562654
发表时间：
2021-05
期刊：
ChemRxiv
影响因子：
0
作者：
Mikiko Tsudome;M. Tachioka;Miwako Tsuda;Y. Takaki;S. Deguchi
通讯作者：
Mikiko Tsudome;M. Tachioka;Miwako Tsuda;Y. Takaki;S. Deguchi

Fibrobacterota門に属する新奇な深海由来セルロース分解菌のゲノム解析

属于纤维杆菌门的新型深海纤维素降解细菌的基因组分析

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
立岡美夏子;津留美紀子;出口茂
通讯作者：
出口茂

Nanofiber-Based Ultrasensitive Assay for Enzymatic Hydrolysis of Cellulose

基于纳米纤维的纤维素酶水解超灵敏测定

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mikiko Tsudome;Mikako Tachioka;Shigeru Deguchi
通讯作者：
Shigeru Deguchi

高感度セルロースゲルスクリーニングによる深海由来セルラーゼの探索

通过高灵敏度纤维素凝胶筛选寻找深海纤维素酶

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
立岡美夏子;津留美紀子;磯部紀之;高木善弘;出口茂
通讯作者：
出口茂

DOI：
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DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
立岡美夏子;五十嵐圭日子
通讯作者：
五十嵐圭日子

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DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
立岡美夏子;津留美紀子;磯部紀之;高木善弘;出口茂;高山　智宏,佐藤　洋子,中村　伸吾,比留間寿美代,安藤尚子,福田　孝一,藤田　真敬,村上　馨,横江　秀隆,石原　雅之
通讯作者：
高山　智宏,佐藤　洋子,中村　伸吾,比留間寿美代,安藤尚子,福田　孝一,藤田　真敬,村上　馨,横江　秀隆,石原　雅之