微生物高分子の生合成過程における多次元構造制御および発現構造・機能の精密解析

微生物聚合物生物合成过程中的多维结构调控及表达结构和功能的精准分析

• 批准号: 14605028
• 负责人: 堀井 文敬
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14605028/
• 关键词: 微生物高分子; 生合成; 構造制御; 機能制御; 精密解析; 分子集合状態; ポリアミノ酸; セルロース

(1)生合成過程における多次元構造制御ε-ポリリジンおよびγ-ポリグルタミン酸の生合成機構の解明と重合遺伝子のクローニングを行った。これらの研究の発展として、ε-ポリリジンの重合度を決定する因子を明らかにし、高重合度化を検討した。また、γ-ポリグルタミン酸についてはD体とL体の共重合を規制する因子を明らかにし、高立体規則性D体あるいはL体ポリマーの生合成を検討した。一方、ポリリジン合成酵素の酵素化学的研究並びにポリリジン分解酵素のタンパク質及び遺伝子化学的研究も行い、酵素レベルでの構造制御を追求した。セルロース合成酵素を大腸菌または酵母で過剰発現させ、セルロースのin vitroでの合成を検討した。また、セルロース合成酵素の2次元結晶化とその構造解析を行い、天然に存在しないナノ繊維構造体の構築を検討した。一方、酢酸菌を用い、生活廃棄物などを炭素源として新規セルロース系多糖の生合成の可能性を追求するとともに、セルロースの分子集合体形成に及ぼす物理化学的因子を明らかにし、分子集合状態の構造制御を検討した。(2)発現構造・機能の精密解析(1)で合成された各ポリアミノ酸の精密な構造解析を溶液NMRにより行い、生合成過程の構造制御に反映させた。また、種々の状態におけるポリアミノ酸の分子集合状態、ダイナミックスを固体高分解能NMRにより精密に解析した。ポリグルタミン酸ゲルの高吸水性機構の分子論的解明や水構造の振動分光学的研究を行うとともに、ポリグルタミン酸ゲルの架橋過程の粘弾性と破断強度の解明も行い、高機能性材料開発のための基礎的知見を得た。バクテリアセルロースの分子集合状態の電顕観察およびミクロ電子回折解析を行い、繊維化をはじめナノ構造の制御を検討した。キチン質加水分解酵素を用いた真菌類細胞壁多糖の分子集合状態の解析も行った。

(1) biosynthesis process に お け る multidimensional construct suppression epsilon - ポ リ リ ジ ン お よ び gamma ポ リ グ ル タ ミ の ン acid biosynthesis institutions の interpret と overlap heritage 伝 son の ク ロ ー ニ ン グ を line っ た. こ れ ら の research の 発 exhibition と し て, epsilon - ポ リ リ ジ ン の coincidence degree を decided す る factor を Ming ら か に し, high contact ratio を beg し 検 た. ま た, gamma ポ リ グ ル タ ミ ン acid に つ い て は D body と L body の total coincidence を regulation す る factor を Ming ら か に し stereo regularity, high D body あ る い は L body ポ リ マ ー の biosynthesis を beg し 検 た. Side, ポ リ リ ジ ン の synthetic enzyme enzyme chemistry research and び に ポ リ リ ジ ン decomposition enzyme の タ ン パ ク qualitative and び survived 伝 chemical research line も い, enzyme レ ベ ル で の tectonic suppression を pursuit し た. セ ル ロ ー ス synthetic enzyme を coliform ま た は yeast で before turning 発 now さ せ, セ ル ロ ー ス の in vitro で の synthetic を beg し 検 た. ま た, セ ル ロ ー ス の synthetic enzyme 2 dimensional crystallization と そ の structure line を い exist, natural に し な い ナ ノ 繊 d constructs の build を beg し 検 た. Side, boggy acid bacteria を い, life 廃 outcast な ど を carbon source と し て new rules セ ル ロ ー ス polysaccharide is の biosynthesis の possibility を pursuit す る と と も に, セ ル ロ ー ス の に and molecular assembly ぼ す physical and chemical factors を Ming ら か に し collection, molecular state の tectonic suppression を beg し 検 た. (2) 発 is の precision analytical (1) the structure, function で synthetic さ れ た each ポ リ ア ミ ノ acid の precision な tectonic analytical を solution NMR に よ り line い の structure, biosynthesis process suppression に reflect さ せ た. ま た, kind of 々 の state に お け る ポ リ ア ミ の ノ acid molecules collection status, ダ イ ナ ミ ッ ク ス を solid high decomposition can NMR に よ り precision analytical し に た. ポ リ グ ル タ ミ ン acid ゲ ル の superabsorbent institutions の molecular theory of interpret や の water structure vibration spectroscopy research line を う と と も に, ポ リ グ ル タ ミ ン acid ゲ ル の bridging process の sticky 弾 sex と breaking strength の interpret も line い, high functional materials 発 の た め の basic knowledge を た. バ ク テ リ ア セ ル ロ ー ス の molecular collection status の electric 顕 観 examine お よ び ミ ク ロ electronic back to the fold line analytical を い, 繊 d を は じ め ナ ノ tectonic の suppression を beg し 検 た. The キチ <s:1> water-decomposing enzyme を was analyzed by the <s:1> た fungal cell wall polysaccharide <s:1> molecular aggregation state <e:1> to determine the った row った.

项目成果

F.Horii, H.Kaji: "Handbook of Thermoplastic Polyesters, chapter 5 分担執筆"Wiley-VCH. 1377 (2002)

F.Horii、H.Kaji：“热塑性聚酯手册，第 5 章合著者”Wiley-VCH 1377 (2002)。

K.Masuda, A.Hirai, H.Yamamoto, H.kaji, F.Horii: "Solid-state ^<13>C and ^1H spin effusion NMR Analyses of the Microfibril Structure for Bacterial cellulose"Solid-State Nuclear Magnetic Resonance. (印刷中). (2003)

K.Masuda、A.Hirai、H.Yamamoto、H.kaji、F.Horii：“细菌纤维素微纤维结构的固态 ^13C 和 ^1H 自旋流出 NMR 分析”固态核磁共振（正在出版）。

M.Ide, T.Mori, H.Kitano, et al.: "Structure of water sorbed into poly(MEA-co-HEMA) Films As Examined by ATR-IR speatruscopy"Langmuir. 19・2. 429-435 (2003)

M.Ide、T.Mori、H.Kitano 等人：“通过 ATR-IR 光谱检查检测吸水到聚（MEA-co-HEMA）薄膜中的结构”Langmuir. 429-435（2003 年） ）

T.Imai, JL.Putax, J.Sugiyama: "Geometric Phase Analysis of Lattice Images from Algal Cellulose Microfibrils"Polymer. 44・6. 1871-1879 (2003)

T.Imai、JL.Putax、J.Sugiyama：“藻类纤维素微纤丝的晶格图像的几何相位分析”聚合物 44・6 (2003)。

S.Kawano, K.Tajima, T.Erata, M.Takai: "Cloning of cellulose synthesis related genes from Acetobacter xylinum : Comparison of cellulose synthetic ability between strains"DNA Res.. 9(5). 149-156 (2002)

S.Kawano、K.Tajima、T.Erata、M.Takai：“木醋杆菌纤维素合成相关基因的克隆：菌株之间纤维素合成能力的比较”DNA Res.. 9(5)。