機能性糖の生産を目指した遺伝子工学による糖分解酵素の改質と生産

通过基因工程修饰和生产糖酵解酶，旨在生产功能性糖

• 批准号: 02J08446
• 负责人: 吉田 誠
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J08446/
• 关键词: 酸性セロオリゴ糖; セロビオース脱水素酵素; CBCyt.b_<562>; 高機能性食品; キノコ; 機能性食品; 遺伝子工学; 点突然変異導入; マイタケ; 機能性酸性糖; クローニング

本研究は、高機能性食品として注目されてきている酸性糖を生産するため、セロビオースおよびセロオリゴ糖の還元末端を酸化しラクトンを生じる反応を触媒する酸化還元酵素であるセロビオース脱水素酵素(CDH)に注目し、この酵素を遺伝子工学的に高機能化し、それを用いることで機能性酸性セロオリゴ糖を効率良く生産することを目的としている。これまで、食用キノコからのCDH遺伝子のクローニングおよびCDHの酵母菌における大量生産系の構築に成功している。さらに、電子伝達に関与すると予測されるアミノ酸残基を三次元構造から予測し、それを点変異のターゲットとして変異体作出を試みた結果、活性型の変異体を得ることに成功した。これに関して、現在投稿中である。ところで、CDHは酸化還元酵素であることから、その性質上、一連の酸化還元反応に際して、電子受容体が必要である。これまでに、本酵素の効率的な電子受容体としてチトクロムcが見いだされているものの、このタンパク質は非常に高価であり、産業的に用いるには不適である。そこで本年度は、CDH生産菌からCDHの電子受容体となりうるチトクロムを見いだし、それを酵母菌で大量生産することを目的として研究を行った。その結果、キノコ類のモデル菌であるPhanerochaete chrysosporiumから、新規のチトクロム(CBCyt.b_<562>)をクローニングすることに成功した。この遺伝子を酵母菌に導入し、組換え体としての生産を試みた結果、ヘムが適切に挿入された組換え体を得ることに成功した。このチトクロムは、チトクロムcと同程度の高効率で、CDHから電子を受け取ることが明らかとなった。したがって、このチトクロムがCDHを用いた酸性セロオリゴ糖生産システムの電子受容体として有用であると考えられ、本システムによって、効率的に酸性セロオリゴ糖を生産することが可能になった。

This study focuses on the production of acidic sugars in highly functional foods and on the acidification of sugar terminal enzymes, which are catalytic enzymes for the production of acidic sugars. This enzyme is highly functional in gene engineering. For example, the functional acidity of the product is higher than the functional acidity. The construction of mass production system of CDH gene and yeast was successful. A three-dimensional structure for the detection of the presence of an active species was developed. This post is now posted. CDH is an acid-reducing enzyme. It is necessary to use an electron acceptor. This enzyme is an electron acceptor of efficiency, and its quality is very high. This year, CDH production bacteria, CDH electron receptors, and yeasts were mass-produced for research purposes. The results of the new regulation were as follows: Phanerochaete chrysosporium (CBCyt.b_ ) was successfully added to the new regulation<562>. The yeast was introduced into the system, and the system was successfully constructed. In the same way, high efficiency, CDH, electron absorption, etc. The electronic acceptor of the acid sugar production system can be used for the production of CDH.

项目成果

Differential transcription of β-glucosidase and cellobiose dehydrogenase genes in cellulose degradation by the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium

担子菌黄孢原平毛革纤维素降解中β-葡萄糖苷酶和纤维二糖脱氢酶基因的差异转录

• 发表时间: 2004
• 期刊: FEMS Microbiology Letters 235
• 作者: Makoto Yoshida;Makoto Yoshida
• 通讯作者: Makoto Yoshida

Makoto Yoshida: "Molecular cloning and characterization of a cDNA encoding cellobiose dehydrogenase from the wood-rotting fungus Grifola frondosa"FEMS Microbiology Letters. 217. 225-230 (2002)

Makoto Yoshida：“编码来自腐木真菌灰树花的纤维二糖脱氢酶的 cDNA 的分子克隆和表征”FEMS 微生物学快报。

Characterization of carbohydrate-binding cytochrome b_<562> from the white-rot fungus Phanerochaete chrysosporium

白腐真菌金孢原毛平革菌 (Phanerochaete chrysosporium) 碳水化合物结合细胞色素 b_<562> 的表征

• 发表时间: 2005
• 期刊: Applied and Environmental Microbiology 71
• 作者: Yoshida;M.;Igarashi;K.;Wada;M.;Kaneko;S.;Suzuki;N.;Matsumura;H.;Nakamura;N.;Samejima;M
• 通讯作者: M