セロウロン酸分解機構から浮かび上がった未知のセルロース分解機構の解明

セロウロン酸（β-1,4-ポリグルクロン酸）は，再生セルロースをTEMPO触媒酸化して得られる水溶性多糖である。セロウロン酸の分解酵素を産生する生物はウイルスや細菌，真菌の多岐に渡っており，また分解酵素のアミノ酸配列においても現在6つの多糖リアーゼファミリーに分類されるように多様であることが分かってきた。一方で，これらの分解酵素の自然界での基質は特定されておらず，本分解機構の存在意義は明らかでない。本研究では，セロウロン酸資化能力の高い土壌細菌であるBrevundimonas sp. SH203株のセロウロン酸分解機構の解明を目的として，本菌株が産生する2種類のセロウロン酸リアーゼ（CUL-I, CUL-II）と，輸送に関わるタンパク質（TonB依存受容体，MFS輸送体）をコードする遺伝子の発現量を比較解析した。その結果，上記4遺伝子の発現がセロウロン酸に特異的に誘導されることが確認できたため，さらに本機構の基質となりうる糖質の探索を試みた。セロウロン酸と同程度に高発現する糖質の発見には至らなかったものの，4遺伝子の発現誘導のセロウロン酸に対する特異性の高さを明らかにすることができた。さらに，本機構の自然界における基質の探索を目的として，組換えCUL-Iと数種類の物質を反応させて得られた分解物を分析した。何らかの分解作用が生じたことが示唆されたため，基質になりうる物質の候補が得られた。一方で，真菌が産生する酸化酵素と細菌が産生するセロウロン酸リアーゼを介するセルロースの新しい生分解機構の解明を目的として，セロウロン酸リアーゼと酸化酵素処理セルロースとの相互作用解析を行った。また，真菌とのSH203株の共培養を行い，セロウロン酸分解関連遺伝子群の発現挙動を解析した。いずれも明瞭な結果が得られなかったため，更なる条件検討を要する状況である。

セロウロン酸（β-1,4-ポリグルクロン酸）は，再生セルロースをTEMPO触媒酸化して得られる水溶性多糖である。セロウロン酸の分解酵素を産生する生物はウイルスや細菌，真菌の多岐に渡っており，また分解酵素のアミノ酸配列においても現在6つの多糖リアーゼファミリーに分類されるように多様であることが分かってきた。一方で，これらの分解酵素の自然界での基質は特定されておらず，本分解機構の存在意義は明らかでない。本研究では，セロウロン酸資化能力の高い土壌細菌であるBrevundimonas sp. SH203株のセロウロン酸分解機構の解明を目的として，本菌株が産生する2種類のセロウロン酸リアーゼ（CUL-I, CUL-II）と，輸送に関わるタンパク質（TonB依存受容体，MFS輸送体）をコードする遺伝子の発現量を比較解析した。その結果，上記4遺伝子の発現がセロウロン酸に特異的に誘導されることが確認できたため，さらに本機構の基質となりうる糖質の探索を試みた。セロウロン酸と同程度に高発現する糖質の発見には至らなかったものの，4遺伝子の発現誘導のセロウロン酸に対する特異性の高さを明らかにすることができた。さらに，本機構の自然界における基質の探索を目的として，組換えCUL-Iと数種類の物質を反応させて得られた分解物を分析した。何らかの分解作用が生じたことが示唆されたため，基質になりうる物質の候補が得られた。一方で，真菌が産生する酸化酵素と細菌が産生するセロウロン酸リアーゼを介するセルロースの新しい生分解機構の解明を目的として，セロウロン酸リアーゼと酸化酵素処理セルロースとの相互作用解析を行った。また，真菌とのSH203株の共培養を行い，セロウロン酸分解関連遺伝子群の発現挙動を解析した。いずれも明瞭な結果が得られなかったため，更なる条件検討を要する状況である。