バイオマスを効率よく加水分解するスーパー麹の育種

高效水解生物质的超级曲的培育

• 批准号: 02F00217
• 负责人: 荒井 基夫
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00217/
• 关键词: セルラーゼ; セルロース; 遺伝子; 麹

セルロース性物質は地球上で最も大量に存在する有機物質資源であり、これをアルコールなどの有用物質に転換する研究が重要である。これらを利用するためには、まず加水分解して単糖にまでしなければならない。このために、セルラーゼが重要である。セルラーゼは複合酵素であり、1種類では分解力を示さないが、複数の酵素を混合すると相乗効果が現れ、強い活性を示す。著者らはバイオマスを効率良く単糖にまで分解する酵素生産菌Aspergillus aculeateusを分離して、生産される多種類のセルラーゼ、ヘミセルラーゼの研究を続けている。この結果、草本植物繊維の完全糖化法を確立し、さらにセルロース分解に必須な新規酵素群を発見した。また、これらの酵素群の遺伝子のクローニングにも成功した。本研究はこれらの基礎にたち、酵素遺伝子群を麹菌に導入して、バイオマスの効率分解をめざしている。糸状菌A.aculeatusのセルラーゼ成分の中で最も大量に分泌生産されるエンドグルカナーゼの一つであるFI-カルボキシメチルセルラーゼ(FI-CMCase)をコードする遺伝子(cmc1)を麹菌A.oryzaeに導入し大量発現させることを目的とした.既に取得されたcmc1ゲノムクローンを鋳型としPCRで増幅し,niaD遺伝子を選択マーカとして持つ糸状菌用高発現ベクターpNAN8142中のプロモータP-No.8142の下流に挿入し,発現ベクターを構築した.P-No.8142はA.oryzaeのα-アミラーゼ遺伝子で見出された正の制御に関与するシスエレメントであるRegion IIIを12コピー連続して導入することによって炭素源によらない高発現を可能にした改良プロモータである.構築したプラスミドをプロトプラスト-PEG法にてA.oryzae nia D300株に導入し,1%CMCを含む培地でコンゴーレッド染色によりコロニー周辺にハロが確認できた形質転換株をCMC1株とした.CMC1株を4%グルコースを炭素源とする液体培地にて培養し,培養上清の活性を測定した結果,約700mg/1以上の生産量であった.

Organic substances are the most abundant on earth, and research on their conversion is important. This is the first time that I've ever been able to use this product. This is the most important thing. A complex enzyme is present, a type of enzyme is present, and a plurality of enzymes are present. The enzyme producing bacteria Aspergillus aculeateus were isolated and produced in various ways. As a result, the complete saccharification method of herbaceous plants has been established, and a new enzyme group necessary for the decomposition of herbaceous plants has been discovered. The enzyme group's genetic code was successfully transferred to the next stage. This study is based on the introduction of basic enzymes and enzyme subunits into Aspergillus, and the decomposition of enzymes and enzymes. Among the components of A.aculeatus, the most abundant secretion is produced by FI-CMCase, which is introduced into A.oryzae. In order to obtain the PCR amplification of cmc1, the PCR amplification of niaD gene was increased, and the PCR amplification was increased. P-No.8142-αA.oryzae nia D300 strain was introduced into the culture medium containing 1% CMC and stained with 1% CMC. CMC1 strain was cultured in liquid medium containing 4% CMC and carbon source. The activity of culture supernatant was measured. The yield was about 700mg/1 or more.

项目成果

Muhammad, H.R., Kawaguchi, T., Sumitani, J., Arai, M.: "Expression of Aspergillus aculeatus Endoglucanase(FI-Carboxymethylcellulase) Gene In Aspergillus oryzae"Proceeding of Mie Bioforum, Biotechnoligy of Lignocellulose Degradation and Biomas Utilization.

Muhammad, H.R.、Kawaguchi, T.、Sumitani, J.、Arai, M.：“棘孢曲霉内切葡聚糖酶（FI-羧甲基纤维素酶）基因在米曲霉中的表达”三重生物论坛论文集，木质纤维素降解和生物质利用的生物技术。