セルロースの1級水酸基の酸化で始まる新規生分解経路の解明

阐明从纤维素中伯羟基氧化开始的新型生物降解途径

• 批准号: 08J07128
• 负责人: 金野 尚武
• 金额: $ 0.38万
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J07128/
• 关键词: セルロース; グルクロナン; 多糖リアーゼ; 生分解; Trichoderma reesei

セルロース分解菌Trichoderma reeseiを、セルロースの酸化処理によって調製したセロウロン酸(β-1,4グルクロナン)を含む液体培地で培養した。T.reeseiはセロウロン酸を唯一の炭素源とする培地で生育することができ、菌体外液中に27kDaの分子最を持つタンパク質を最も多量に生産することが判明した。そこで検出したタンパク質のcDNAをT.reeseiの全ゲノム情報を用いてクローニングし、さらにメタノール資化酵母Pichia pastorisに導入し、組み換えタンパク質を大量発現させた。得られた組み換えタンパク質でセロウロン酸を処理し、分解生成物を^<13>C NMRで分析したところ、本酵素はβ-脱離反応によりセロウロン酸を分解するβ-1,4グルクロンナンリアーゼ(TrGL)であることが示された。TrGLのアミノ酸配列と相同性の高いタンパク質を検索した結果、全てHypothetical proteinであり、どの多糖リアーゼ(PL)とも相同性を示さなかつたことから、本酵素は新規多糖リアーゼファミリー(PLファミリー20)に属することが明らかとなった。本研究により、セルロース分解菌として有名な糸状菌Trichoderma reeseiがグルクロナンリアーゼを生産することが初めて証明された。また、データベースを用いた配列解析から、約10のグルクロナンリアーゼ活性を有する可能性が高いタンパク質の存在が明らかになり、いずれも高い細胞壁(セルロース)分解能を有する微生物由来のタンパク質であった。これまで自然界におけるセルロースの分解機構としては、加水分解酵素(セルラーゼ)による分解のみが知られているが、本酵素の発見はセルロース分解にリアーゼ型酵素が関与することを示唆する重要な知見である。

セ ル ロ ー ス decomposition fungus Trichoderma reesei を, セ ル ロ ー ス の acidification 処 Richard に よ っ て modulation し た セ ロ ウ ロ ン acid (beta 1, 4 グ ル ク ロ ナ ン) contains を む liquid petty で cultivate し た. T.r eesei は セ ロ ウ ロ ン acid を の only carbon source と す る petty family で す る こ と が で き, bacteria in vitro liquid に 27 kda の molecular most を hold つ タ ン パ ク qualitative を most も に abundant production す る こ と が.at し た. そ こ で 検 out し た タ ン パ ク qualitative の cDNA を T.r eesei の full ゲ ノ ム intelligence を with い て ク ロ ー ニ ン グ し, さ ら に メ タ ノ ー ル endowment the yeast Pichia pastoris に import し, group み in え タ ン パ ク qualitative を large 発 now さ せ た. Have ら れ み た group in え タ ン パ ク qualitative で セ ロ ウ ロ ン acid を 処 し, decomposition products を ^ < > 13 C NMR analysis で し た と こ ろ, this enzyme は beta from 応 に よ り セ ロ ウ ロ を ン acid decomposition す る beta 1, 4 グ ル ク ロ ン ナ ン リ ア ー ゼ (TrGL) で あ る こ と が shown さ れ た. TrGL <s:1> ア ノ ノ acid is well-coordinated with と homogeneous <s:1> high タ タ パ パ を検 を検 mass を検 results, complete てHypothetical Polysaccharide protein で あ り, ど の リ ア ー ゼ (PL) と も identity を shown さ な か つ た こ と か ら, this enzyme は new rules polysaccharide リ ア ー ゼ フ ァ ミ リ ー (PL フ ァ ミ リ ー 20) に genus す る こ と が Ming ら か と な っ た. This study に よ り, セ ル ロ ー ス decomposition microbes と し て famous な si form fungus Trichoderma reesei が グ ル ク ロ ナ ン リ ア ー ゼ を production す る こ と が early め て prove さ れ た. ま た, デ ー タ ベ ー ス を with い た match column analysis か ら, about 10 の グ ル ク ロ ナ ン リ ア ー ゼ activity を す likely が る い タ ン パ ク qualitative の is が Ming ら か に な り, い ず れ も high い cell wall (セ ル ロ ー ス) decomposition can have す を る microbial origin の タ ン パ ク qualitative で あ っ た. こ れ ま で nature に お け る セ ル ロ ー ス の decomposition institutions と し て は hydrolysis and enzyme (セ ル ラ ー ゼ) に よ る decomposition の み が know ら れ て い る が, this enzyme の 発 see は セ ル ロ ー ス decomposition に リ ア ー ゼ type enzyme が masato and す る こ と を in stopping す る important な knowledge で あ る.

项目成果

Characterization of cellouronate lyase from Trichoderma reesei

里氏木霉纤维质酸裂解酶的表征

• 发表时间: 2008
• 作者: 倉島洋介;清野宏;倉島洋介・清野宏;谷口智憲;谷口智憲;谷口智憲;谷口智憲;谷口智憲;Naotake Konno;Naotake Konno;Naotake Konno;金野尚武;金野尚武;金野尚武
• 通讯作者: 金野尚武

Crystal structure of polysaccharide lyase family 20 endo-β-1,4-glucuronan lyase from the filamentous fungus Trichoderma reesei

• DOI: 10.1016/j.febslet.2009.03.034
• 发表时间: 2009-04-17
• 期刊: FEBS LETTERS
• 影响因子: 3.5
• 作者: Konno, Naotake;Ishida, Takuya;Isogai, Akira
• 通讯作者: Isogai, Akira

Cloning of the Trichoderma reesei cDNA Encoding a Glucuronan Lyase Belonging to a Novel Polysaccharide Lyase Family

• DOI: 10.1128/aem.01749-08
• 发表时间: 2009-01-01
• 期刊: APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY
• 影响因子: 4.4
• 作者: Konno, Naotake;Igarashi, Kiyohiko;Isogai, Akira
• 通讯作者: Isogai, Akira

糸状菌 Trichoderma reesei 由来セロウロン酸リアーゼの結晶構造解析

丝状真菌里氏木霉纤维质酸裂解酶的晶体结构分析

• 发表时间: 2008
• 作者: 倉島洋介;清野宏;倉島洋介・清野宏;谷口智憲;谷口智憲;谷口智憲;谷口智憲;谷口智憲;Naotake Konno;Naotake Konno;Naotake Konno;金野尚武
• 通讯作者: 金野尚武

Purification and characterization of exo-type cellouronate lyase

外切型纤维醛酸裂解酶的纯化和表征

• 发表时间: 2008
• 期刊: Cellulose 15
• 作者: 倉島洋介;清野宏;倉島洋介・清野宏;谷口智憲;谷口智憲;谷口智憲;谷口智憲;谷口智憲;Naotake Konno;Naotake Konno
• 通讯作者: Naotake Konno