未知・未培養ポリエチレンテレフタレート分解微生物の探索とその酵素の獲得

寻找未知/未培养的聚对苯二甲酸乙二醇酯降解微生物并获取其酶

基本信息

  • 批准号:
    22K05310
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

本研究は,ポリエチレンテレフタレート(PET)分解微生物・酵素を探索する方法を確立すること,またその方法を利用して未知・未培養微生物由来の新規PET分解酵素を取得,PETのリサイクルに即した酵素へと進化させることを目指している.令和4年度は,以下の項目に取り組んだ.(1)要素技術の確立PETを粉体化すれば,比表面積が増大し,酵素による分解が迅速に進行するため,PET分解微生物・酵素の探索が容易になると考えた.その原理実証を,好熱性放線菌Saccharomonospora viridis由来PET分解酵素(Cut190)を用いて行った.その結果,粉体化PETは同重量のPETフィルムに比べ,2倍以上分解された.また,ボトルやパッケージなどの使用済みPET製品も,粉体化することで分解性が向上することが分かった.この成果は,AMB Express誌に掲載された.また,酵素の分子進化に資する要素技術を確立し,Biochemical Engineering Journal誌に発表した.(2) 堆肥メタゲノムからのPET分解酵素遺伝子の探索高いPET分解能を示す酵素の多くは,堆肥由来の好熱性放線菌のクチナーゼである.そこで,高温発酵堆肥より抽出したメタゲノムを鋳型にし,好熱性放線菌のクチナーゼ遺伝子に対するユニバーサルプライマーを用いてPCRを行った.得られた増幅産物をクローニングし,32種類の候補遺伝子を得た.いずれの遺伝子産物も,好熱性放線菌(Thermobifida属細菌,Actinomadura属細菌,Thermoanaerobacterales目細菌)のクチナーゼ,エステラーゼなどと高い相同性を示した.各遺伝子を大腸菌で組換え発現させ,26種類のタンパク質を可溶性画分に発現させることに成功した.
本研究的目的是建立一种寻找聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)降解微生物和酶的方法,并利用该方法从未知和未培养的微生物中获得一种新的PET降解酶。 2020年度,我们开展了以下工作。 (1) 基本技术的确立 通过将PET粉碎,比表面积增大,酶分解迅速进行,更容易寻找可降解PET的微生物和酶。我们使用源自嗜热放线菌绿色糖单孢菌的 PET 降解酶 (Cut190) 演示了这一原理。结果,粉末状PET的分解量是相同重量的PET薄膜的两倍以上。研究还发现,通过粉碎瓶子和包装等废旧PET产品,可以提高其可降解性。该结果发表在《AMB Express》杂志上。我们还建立了有助于酶分子进化的基本技术,并将其发表在《生物化学工程杂志》上。 (2)从堆肥宏基因组中寻找PET降解酶基因 许多表现出高PET降解能力的酶是来自堆肥的嗜热放线菌的角质酶。因此,我们使用从高温发酵堆肥中提取的宏基因组作为模板和嗜热放线菌角质酶基因的通用引物进行PCR。对所得扩增产物进行克隆,获得32个候选基因。所有基因产物均与嗜热放线菌(嗜热放线菌属细菌、马杜拉放线菌属细菌和热厌氧杆菌目细菌)的角质酶和酯酶具有高度同源性。我们在大肠杆菌中重组表达了每个基因,并成功在可溶性部分中表达了 26 种蛋白质。

项目成果

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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Complete genomic sequences of two agarolytic Vibrio species isolates from Gracilaria
江蓠中两种琼脂分解弧菌的完整基因组序列
  • DOI:
    10.1128/mra.00934-22
  • 发表时间:
    2022-12-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.8
  • 作者:
    Ito, Mei;Muta, Mikihisa;Funatsu, Takashi;Hatada, Yuji;Iizuka, Ryo
  • 通讯作者:
    Iizuka, Ryo
Selection of green fluorescent proteins by in vitro compartmentalization using microbead-display libraries
使用微珠展示文库通过体外区室化选择绿色荧光蛋白
  • DOI:
    10.1016/j.bej.2022.108627
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Ryo Iizuka; Kentaro Tahara; Anna Matsueda; Soichiro Tsuda; Dong Hyun Yoon; Tetsushi Sekiguchi; Shuichi Shoji; Takashi Funatsu
  • 通讯作者:
    Takashi Funatsu
1分子力学測定によるSecM翻訳アレスト機構の解明
通过单分子动力学测量阐明 SecM 翻译停滞机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    楊 倬皓;飯塚 怜;船津 高志
  • 通讯作者:
    船津 高志
Evaluation of the physicochemical properties of biomolecules using microdroplets
使用微滴评估生物分子的理化性质
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ryo Iizuka
  • 通讯作者:
    Ryo Iizuka
Dehalococcoides属細菌共生菌の単離に関する研究
脱卤球菌属共生菌的分离研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    小山 幹太;小川 貴弘;米塚 健太;和知 剛;西村 実;飯塚 怜;養王田 正文
  • 通讯作者:
    養王田 正文
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  • DOI:
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  • 影响因子:
    0
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    甘利 友花; 多米 晃裕;高木 善弘;津田 美和子;飯塚 怜;船津 高志;吉田 尊雄;生田 哲朗
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    生田 哲朗
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    飯塚 怜; 牟田 幹悠; 斉藤 開; 船津 高志; 川久保 渉; 庄子 習一; 尹 棟鉉; 関口 哲志; 伊藤 芽; 秦田 勇二
  • 通讯作者:
    秦田 勇二
Gタンパク質共役型受容体ペプチドアゴニスト創出法のハイスループット化
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    松枝 杏奈;櫻井 貴志;飯塚 怜;中村 泰之;石井 純;近藤 昭彦;井口 彩香;尹 棟鉉;関口 哲志;庄子 習一;藤村 祐;赤木 仁;石毛 真行;船津 高志
  • 通讯作者:
    船津 高志
固定化リボソームを用いたタンパク質合成の一分子イメージング (In 細胞・生体分子の固定化と機能発現)
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  • 发表时间:
    2018
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    飯塚 怜; 船津 高志
  • 通讯作者:
    船津 高志

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