無尽蔵の海藻バイオマスを原料とする革新的バイオプロダクト生産プラットフォーム構築

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本研究は、海藻バイオマスから様々な有用化学品を生産するためのプラットフォームの構築を目的とする。無尽蔵に増殖し沿岸生態系の破壊を引き起こしている有害海藻である変異型イチイズタをバイオマス源として、その細胞壁の主要構成多糖であるβ-1,3-キシランから有用化学品を生産する新たな技術を開発する。昨年度までに、超好熱性海洋細菌Thermotoga neapolitana由来の耐熱性β-1,3-キシラン分解酵素群を用いた海藻バイオマスからの効率的キシロース生産技術を構築した。さらに、新たに細胞表層提示系に適した3種類の新規β-1,3-キシラン糖化酵素群をヒト腸内細菌のゲノム配列中から見出し、酵素学的諸性質を明らかにした。これらの酵素群が海藻多糖β-1,3-キシランに相乗的に作用して単糖であるキシロースに分解した。これら酵素の特性は海藻バイオマスに含まれるβ-1,3-キシランの資化に有用であることが考えられたことから、今年度は、これら3種類の酵素を細胞表層するためにアンカータンパク質との融合タンパク質として発現させるベクターを構築した。予備検討として大腸菌を用いて発現を確認したところ、いずれの酵素も細胞表層に提示され酵素活性を有することが確認された。今後、酵母や好塩性細菌ハロモナスなどの物質生産宿主に遺伝子を導入し、各酵素の発現条件を最適化することにより、海藻資源中の未利用糖質であるβ-1,3-キシランの有効利用技術につながる。