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

阐明由纤维醛酸分解机制引起的未知纤维素分解机制

• 批准号: 21J12190
• 负责人: 菊池 雅子
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Utsunomiya University (2022)Tokyo University of Agriculture and Technology (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12190/
• 关键词: セロウロン酸; Brevundimonas sp. SH203株; セロウロン酸リアーゼ; セルロース

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。

The beta-1,4-diamino acid is a water-soluble polysaccharide that can be regenerated by TEMPO catalytic acidification. The organisms that produce these enzymes include bacteria, fungi, and heterozygotes. The enzymes that produce these enzymes are also called polyzygotes. The enzymes that produce them are called polyzygotes. On the one hand, the substrate of the decomposing enzyme in nature is specific, and the existence significance of the decomposing mechanism is clear. In this study, we aimed to elucidate the mechanism of acid degradation of the strain Brevundimonas sp. SH203 with high ability of acid degradation, and to compare and analyze the production of two kinds of acid degradation proteins (CUL-I, CUL-II) and the production of transport related proteins (TonB-dependent receptors, MFS transporters) by this strain. As a result, the discovery of 4 genes was confirmed by the induction of specific amino acids, and the exploration of carbohydrate in the matrix of this mechanism was attempted. The high level of carbohydrate production in the same range of concentrations as that in the same range of concentrations, and the high level of specificity of carbohydrate production in the same range of concentrations as that in the same range. The purpose of this study is to analyze the chemical composition of the organic matter. What is the decomposition effect? On the one hand, fungi produce acidifying enzymes and bacteria produce acidifying enzymes. On the other hand, they produce acidifying enzymes and bacteria. On the other hand, they produce acidifying enzymes. On the other hand, they produce acidifying enzymes and bacteria. In addition, the co-culture of SH203 strain of fungi was carried out, and the development of its acid-decomposing related gene groups was analyzed. The result is clear, and the condition is discussed.

项目成果

セロウロン酸分解関連遺伝子群の発現挙動の解析

纤维质酸降解相关基因表达行为分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Nakakubo Keisuke;Endo Masaru;Sakai Yuto;Biswas Foni B.;Wong Kuo H.;Mashio Asami S.;Taniguchi Tsuyoshi;Nishimura Tatsuya;Maeda Katsuhiro;Hasegawa Hiroshi;菊池雅子，金野尚武，羽生直人
• 通讯作者: 菊池雅子，金野尚武，羽生直人

リアルタイムPCRを用いたセロウロン酸分解関連遺伝子群の比較定量解析

使用实时PCR对纤维质酸降解相关基因进行比较定量分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Asami Jinta;Kimura Kanako Terakado;Fujita-Fujiharu Yoko;Ishida Hanako;Zhang Zhikuan;Nomura Yayoi;Liu Kehong;Uemura Tomoko;Sato Yumi;Ono Masatsugu;Yamamoto Masaki;Noda Takeshi;Shigematsu Hideki;Drew David;Iwata So;Shimizu Toshiyuki;Nomura Norimichi;Ohto Um;菊池雅子，金野尚武，羽生直人
• 通讯作者: 菊池雅子，金野尚武，羽生直人