極限環境微生物の新奇セルロース分解酵素の探索

从极端微生物中寻找新型纤维素分解酶

• 批准号: 18J01906
• 负责人: 立岡 美夏子
• 金额: $ 2.58万
• 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 JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J01906/
• 关键词: セルラーゼ; 深海

本研究では、従来の微生物の分離・培養法を用いることが困難である極限環境微生物から有用なセルロース分解酵素を取得することを目指し、深海環境に生育する微生物に着目して、新規セルロース分解菌とセルラーゼの探索を行ってきた。これまでに深海から新たに分離された3種類のセルロース分解細菌について、主にゲノム解析等の遺伝子解析手法により、セルロース分解関連酵素の特性や新規性を明らかにしてきた。最終年度となる本年は、セルロース分解菌のなかでも珍しい酵素組成を持つ新規性の高い深海由来セルロース分解菌を見出し、その詳細なゲノム解析を行った。その結果、本菌が20種類以上もの多数のセルラーゼを有すると推定された一方で、その他の主要な植物細胞壁構造多糖類（ヘミセルロースやペクチン）を分解する酵素が特筆して少ないことが明らかになった。また少数ながら海洋性多糖類の分解酵素を有するなど、本菌が陸上由来植物ではなく海洋性のセルロースを主な栄養源としていることを示唆しており、これまで報告されていない特徴を持つ新たなセルロース分解微生物の発見となった。さらに、既知の遺伝子をもとにした遺伝子探索では予測できない新規酵素の探索のため、遺伝子発現解析による酵素探索を検討し、セルロース分解に寄与する新たな酵素を発見した。この成果は、2021年10月にオンラインで行われたセルロース学会において発表し、ポスター賞を受賞した。

在这项研究中，目的是从极端环境微生物中获取有用的纤维素降解酶，这很难使用常规的微生物，并着重于在深入环境中生长的微生物。迄今为止，已经通过遗传分析方法（例如三种新分离的纤维素降解细菌的基因组分析）阐明了纤维素相关酶的特征和新性，这些方法与深海新分离。今年，即去年，我们发现了一种高度新的基于纤维素的纤维素褐色细菌，具有稀有的纤维素褐变细菌酶成分，并进行了详细的基因组分析。结果，假定该细菌具有20多种纤维素酶，但是很明显，拆卸其他主要的植物细胞壁结构多糖（半细胞和果胶）的酶并不特别。这也表明，这种细菌是营养的主要来源，而不是土地衍生的植物，而是营养的主要来源，例如具有少量的海洋多糖，并且具有尚未报道的特征纤维素分解微生物的发现。此外，为了搜索无法通过基于已知基因搜索基因来预测的新酶，检查了基因表达分析的酶搜索，并发现一种新酶有助于纤维素分解。结果于2021年10月在网上宣布，并获得了海报奖。

项目成果

Isolation of cellulose-degrading bacteria from deep sea

从深海中分离纤维素降解细菌

• 发表时间: 2019
• 作者: M Tachioka;M Tsudome;N Isobe;Y Takaki;S Deguchi
• 通讯作者: S Deguchi

中性子構造解析によるセロビオヒドロラーゼ Cel6A の反応機構の解明

通过中子结构分析阐明纤维二糖水解酶 Cel6A 的反应机制

• 发表时间: 2019
• 作者: 立岡 美夏子;五十嵐 圭日子
• 通讯作者: 五十嵐 圭日子

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

• 发表时间: 2019
• 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

深海からのセルロース分解菌の分離

从深海中分离纤维素降解细菌

• 发表时间: 2019
• 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