セルロースの1級水酸基の酸化に始まる新しい生分解機構の解明

从纤维素中伯羟基的氧化出发阐明新的生物降解机制

• 批准号: 17658075
• 负责人: 磯貝 明
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17658075/
• 关键词: セルロース; 生分解; 酸化酵素; セルラーゼ; 1級水酸基; セロウロン酸; リアーゼ; 加水分解酵素

セルロースの生分解機構については、セルラーゼによる加水分解のみが知られており、関連して多くの研究が進められている。一方、本研究では、セルロースの1級水酸基であるC6位の水酸基の酵素酸化がまず起こって親水性のカルボキシル基が導入され、続いてヒドロラーゼ型およびリアーゼ型の酵素によって低分子化、更に代謝されるという全く新しいセルロースの生分解ルートの存在を証明し、その機能と役割を解明しようとするものである。昨年度から、微結晶セルロース粉末(高結晶化度の天然セルロースI型の結晶構造)および銅アンモニア溶液から再生したセルロース(低結晶化度のセルロースII型の結晶構造)をイオン交換水中、市販セルラーゼで処理し、水可溶成分あるいは水不溶のセルロース残渣成分中に二重結合を有するヘキセンウロン酸基の存在の有無を検討してきた。滅菌が不完全なセルロース分散液を市販セルラーゼ処理した場合には、二重結合の存在を示すデータが得られたが、菌の混入による副反応の可能性があった。そこで、完全に滅菌した試料で市販セルラーゼ処理したところ、水可溶成分には二重結合の存在は認められなかったが、水不溶のセルロース残渣部分に二重結合の存在を示唆する結果が得られた。この結果の再現性を現在検討している。二重結合の存在が認められれば、セルロースの新しい生分解機構として、C6位の酸化に続いてリアーゼによるβ脱離型の分解が存在することになる。市販セルラーゼ処理残渣中の二重結合の存在は、クロマトグラフによる検出(250nm付近にヘキセンウロン酸基の二重結合由来の吸収が現れるはずなので)で進めている。

纤维素的生物降解机制仅是通过纤维素酶水解的，并且已经进行了许多相关的研究。 On the other hand, in this study, we will demonstrate the existence of a completely new biodegradation route of cellulose, in which enzyme oxidation of the hydroxyl group at the C6 position, the primary hydroxyl group of cellulose is first performed, leading to the introduction of a hydrophilic carboxyl group, and then reduced molecules and metabolized by hydrolase- and lyase-type enzymes, and attempt澄清其功能和作用。自去年以来，微晶纤维素粉（具有高结晶度的自然纤维素I型的晶体结构）和从铜氨溶液中再生的纤维素（低结晶度II型的低结晶结构）已在离子 - 脱糖类或缺乏型纤维素的纤维酶中用纤维素酶的含水量或含有的双重纤维素的含量来处理，并已被抗衡液的含量或含量。水不溶的纤维素残留成分。当用市售纤维素酶处理具有不完全灭菌的纤维素分散液时，获得了表明存在双键的数据，但是可能是由纳入细菌引起的侧反应。因此，当用市售纤维素酶处理完全消毒的样品时，在水溶性成分中未观察到双键，但结果表明水不溶于水不溶于水的纤维素残基部分中存在双键。目前正在研究此结果的可重复性。如果观察到双键的存在，则纤维素的新生物降解机理，然后在C6位置进行氧化，然后通过lyases分解β-β-溶解形式。通过色谱检测进行市售纤维素酶处理残留物中双键的存在（因为己糖神经酸基团的双键吸收应出现在250 nm左右）。

项目成果

Cellouronate (beta-1,4-linked polyglucuronate) lyase from Brevundimonas sp. SH203 : Purification and characterization

来自短波单胞菌属的纤维质酸（β-1,4-连接的聚葡萄糖醛酸）裂合酶。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Carbohydrate Polymers 62
• 作者: Konno;N.;Isogai;A.et al.
• 通讯作者: A.et al.

巻頭言

介绍

• 发表时间: 2022
• 期刊: 教育学研究論集（武庫川女子大学教育学部）
• 作者: 小林聡子;相良好美;土田雄一;熊谷朋子;楠山 研;熊谷朋子;矢野裕俊
• 通讯作者: 矢野裕俊