担子菌のセルロース分解様式の多様性を制御する因子の解析

担子菌纤维素分解模式多样性控制因素分析

• 批准号: 05J12064
• 负责人: 加治佐 平
• 金额: $ 1.73万
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J12064/
• 关键词: 褐色腐朽菌; Coniophora puteana; 糖質加水分解酵素ファミリー7; 糖結合生ドメイン; 結晶性セルロース; CODEHOP; アグロバクテリウム; coniophora puteana; 糖結合性ドメイン; 糖質加水分解酵素ファミリー7(Cel7)

担子菌のセルロース分解様式は、菌によって多様性があることがわかっている。これまで白色腐朽型のセルロース分解様式についての研究は盛んに行われてきたが、褐色腐朽型のセルロース分解様式についての研究は限られている。そこで、褐色腐朽菌のセルロース分解機構について研究を進めていくことで、担子菌のセルロース分解様式の多様性を決める酵素は何か、またその酵素の構造と機能にどのような差異があるのかを分子レベルにおいて明らかにすることを研究の目的とした。まず、これまでの研究の結果から、糖質加水分解酵素ファミリー7に属する酵素(Cel7)に着目した。褐色腐朽菌Coniophora puteanaはCel7をセルロースを炭素源とした培養系において主な菌体外酵素として生産するが、精製したC. puteana由来Cel7は結晶性セルロースを分解することができなかった。その理由として、糸状菌、白色腐朽菌由来の結晶性セルロースを効率よく分解できるCel7との最も大きな差異は固体のセルロースに吸着する機能を持つ、糖結合性ドメインがC. puteanaには欠如していることが明らかとなった。また、12種類の担子菌よりCel7遺伝子のスクリーニングを試みたところ、白色腐朽菌においては全ての菌よりCel7遺伝子をスクリーニングすることに成功したが、C. puteanaを除き、全ての褐色腐朽菌においてCel7遺伝子の存在を確認することはできなかった。このことから担子菌のセルロース分解様式の多様性を決める因子の一つとして、担子菌にはCel7の有無、特性にバリエーションが存在する可能性が示唆された。様々な担子菌からのCel7遺伝子のスクリーニングに際し、新しくCODEHOPプログラムというツールを利用して、高確率にスクリーニングしてくることに成功した。さらにCODEHOPを利用して、様々な担子菌より、他の糖質加水分解酵素ファミリー遺伝子や、リグニン分解関連酵素、セロビオース脱水素酵素といった、担子菌のセルロース分解や木材分解様式に多様性を与えると考えられる酵素遺伝子を取得することに成功した。また、担子菌のセルロース分解様式に差異を与える因子に関する情報を取得する一方で、後に表現系によってその因子の影響を調べるために、担子菌の遺伝子組換え系の構築に着手した。その結果、アグロバクテリウムを用いて、担子菌Phanerochaete chrysosporiumの薬剤耐性株を得ることに成功した。

Basidiomycetes are divided into two parts: one is the decomposition mode, the other is the decomposition mode. The research on the decomposition of white decay type and brown decay type is limited. The purpose of this study is to further study the diversity of the decomposition mechanism of brown rot fungi and basidiomycetes. The structure and function of enzymes are different. The results of these studies show that the enzyme Cel7 is a member of the family of glycohydrase. The brown rot fungus Coniophora puteana is a carbon source and culture system. Puteana is derived from Cel7, which is crystalline. The reason for this is that Cel7 has the greatest difference in the crystallinity of solids and the adsorption of sugar. Puteana 12 species of Basidiomycetes, Cel7, Cel7, Puteana, all brown rot fungi, Cel7, and the presence of the virus were confirmed. The diversity of the basidiomycete decomposition model is determined by the existence or absence of the Cel7 and the possibility of the existence of the Cel7 characteristic. The new CODEHOP protocol was successfully implemented with high accuracy. CODEHOP was successfully obtained by using the enzyme diversity of basidiomycetes, other glycosylhydrolytic enzymes, hydrolysis-related enzymes, enzyme diversity of basidiomycetes, and wood decomposition enzymes. To obtain information on the relationship between the factors and the differences in basidiomycetes 'decomposition patterns, to adjust the influence of the factors on basidiomycetes' expression patterns, and to construct basidiomycetes 'daughter transformation patterns. As a result, the application of basidiomycete Phanerochaete chrysosporium was successful.