無尽蔵の海藻バイオマスを原料とする革新的バイオプロダクト生産プラットフォーム構築

以取之不尽用之不竭的海藻生物质为原料，打造创新型生物制品生产平台

基本信息

批准号：
18K11710
负责人：
岡崎文美
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Mie University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、海藻バイオマスから様々な有用化学品を生産するためのプラットフォームの構築を目的とする。無尽蔵に増殖し沿岸生態系の破壊を引き起こしている有害海藻である変異型イチイズタをバイオマス源として、その細胞壁の主要構成多糖であるβ-1,3-キシランから有用化学品を生産する新たな技術を開発する。昨年度までに、超好熱性海洋細菌Thermotoga neapolitana由来の耐熱性β-1,3-キシラン分解酵素群を用いた海藻バイオマスからの効率的キシロース生産技術を構築した。さらに、新たに細胞表層提示系に適した3種類の新規β-1,3-キシラン糖化酵素群をヒト腸内細菌のゲノム配列中から見出し、酵素学的諸性質を明らかにした。これらの酵素群が海藻多糖β-1,3-キシランに相乗的に作用して単糖であるキシロースに分解した。これら酵素の特性は海藻バイオマスに含まれるβ-1,3-キシランの資化に有用であることが考えられたことから、今年度は、これら3種類の酵素を細胞表層するためにアンカータンパク質との融合タンパク質として発現させるベクターを構築した。予備検討として大腸菌を用いて発現を確認したところ、いずれの酵素も細胞表層に提示され酵素活性を有することが確認された。今後、酵母や好塩性細菌ハロモナスなどの物質生産宿主に遺伝子を導入し、各酵素の発現条件を最適化することにより、海藻資源中の未利用糖質であるβ-1,3-キシランの有効利用技術につながる。

本研究旨在构建一个利用海藻生物质生产各种有用化学品的平台。一项新技术，利用突变的Acerus藻类（一种无限增殖并导致沿海生态系统遭到破坏的有害海藻）作为生物质来源，从β-1,3-木聚糖（其细胞壁的主要成分多糖）生产有用的化学物质。发展。到去年，我们已经开发出一种利用海藻生物质高效生产木糖的技术，该技术使用一组源自超嗜热海洋细菌那不勒斯栖热袍菌的耐热β-1,3-木聚糖降解酶。此外，我们在人类肠道细菌的基因组序列中发现了三种适合细胞表面展示系统的新型β-1,3-木聚糖糖酶，并阐明了它们的酶学特性。这些酶协同作用于海藻多糖β-1,3-木聚糖，将其降解为单糖木糖。由于这些酶的特性被认为有助于海藻生物质中所含的β-1,3-木聚糖的同化，因此今年我们正在研究使用锚定蛋白将这三种类型的酶转移到细胞表面A载体。构建以将蛋白质表达为融合蛋白。作为初步研究，使用大肠杆菌确认了表达，并确认所有酶都展示在细胞表面上并具有酶活性。未来，我们将把基因引入酵母和嗜盐细菌等产物质宿主中，并优化每种酶的表达条件，以生产海藻资源中未使用的碳水化合物β-1,3-木聚糖。有效利用技术。