海洋細菌由来のβ-1,3-キシラン資化関連酵素遺伝子群に関する研究

海洋细菌β-1,3-木聚糖同化相关酶基因的研究

• 批准号: 09J05436
• 负责人: 梅本 善明
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Mie University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J05436/
• 关键词: β-1,3-キシラン; Vibrio sp.XY-214; β-1,3-キシラナーゼ; β-1,3-キシロシダーゼ; キシロースイソメラーゼ; 変異型イチイヅタ; エタノール; β-マンナン

β-1,3-キシランは、原始紅藻アマノリ属や緑藻イワヅタ属の細胞壁を構成する海藻特有の多糖である。本研究ではまずβ-1,3-キシランからのエタノール生産技術の確立を目指した。β-1,3-キシランのキシロースへの糖化には海洋細菌Vibrio sp.XY-214株由来のβ-1,3-キシラナーゼとキシロシダーゼを用いた。また、多くの酵母はキシロースをエタノール発酵に利用できないため、XY-214株由来のキシロースイソメラーゼを用いてキシロースをキシルロースに変換した。これをSaccharomyces cerevisiae NBRC 0249株に与えてエタノール発酵させたところ、発酵48時間後には30g/Lのキシルロースから4.7g/Lのエタノールの生成し、XY-214株由来の3種類の酵素がβ-1,3-キシランからのエタノール生産に有用であることが示された。近年地中海において変異型イチイヅタが異常繁殖し漁業や生態系に被害を与えているが、これら酵素を用いることでイチイヅタに含まれるβ-1,3-キシランからのエタノール生産に大きな期待が寄せられる。次に、アマノリと同じ科に属するウシケノリの細胞壁を解析した。本研究では、海洋細菌Vibrio sp.MA-138株由来のβ-マンナナーゼが有するマンナン結合モジュール(CBM27)を用いた。CBM27を緑色蛍光タンパク質(GFP)と融合して蛍光プローブを構築し、これをウシケノリプロトプラストの再生過程において経時的に作用させ、細胞壁形成過程を蛍光顕微鏡で観察した。その結果、再生12時間後に細胞表層の一部にマンナンが形成され始め、再生が進むにつれてマンナンが細胞全体を覆っていく様子が観察された。このように海藻細胞壁解析技術の開発により、アマノリなどの病原菌に対する抵抗力や品質に関与している細胞壁の構造研究に大きく貢献するものと思われる。

β-1,3- Xylan是海藻奇特的多糖，它使原始的红藻类amanori属和绿色藻类属细胞壁。在这项研究中，我们首先旨在从β-1,3-二甲苯建立乙醇生产技术。 β-1,3-二甲苯的β-1,3-木糖酶和木糖酶用于将木糖糖化成木糖。此外，许多酵母被转化为Xy-214种菌群衍生成木糖的木糖，因为许多酵母无法将木糖用于乙醇发酵。它是酿酒酵母NBRC 0249和发酵后48小时给予的。对于1,3-毒性的乙醇生产很有用。近年来，突变体型iChizuta在地中海异常繁殖，造成对渔业和生态系统的损害，但是使用这些酶对腹部中包含的β-1,3-二甲烷的乙醇产生很高的期望。接下来，我们分析了Ushikenori的细胞壁，该细胞墙属于与Amanori同一部门。在这项研究中，使用了源自源自海洋细菌的β-甘露酶virio sp.MA-138的曼南键模块（CBM27）。通过CBM27与绿色荧光蛋白（GFP）融合构建荧光探针，该蛋白在Ushikenori Protoplast的播放过程中随时间起作用，并用荧光显微镜观察了细胞壁形成过程。结果，曼南开始在12小时的细胞表面层的一部分中形成，并且随着播放的进行以覆盖整个细胞的观察。这样，海藻细胞壁分析技术的发展可能会显着有助于对抗药性和质量（例如Amanori）的细胞壁结构研究。

项目成果

Bioconversion of β-1, 3-xylan to ethanol

β-1, 3-木聚糖生物转化为乙醇

• 发表时间: 2009
• 作者: Yoshiaki Umemoto;Toshiyoshi Araki
• 通讯作者: Toshiyoshi Araki