多種類の海藻を分解できる細菌Myt－1のキャラクタリゼーション

Myt-1（一种可以降解多种海藻的细菌）的表征

基本信息

批准号：
11J10085
负责人：
酒徳昭宏
金额：
$ 0.83万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J10085/
关键词：
アルギン酸リアーゼセルラーゼ Myt-1 廃棄海藻多糖類分解 Saccharophagus

项目摘要

現在,海藻の製品化の過程で出る海藻端材や沿岸域への漂着海藻が毎年のように多量に発生しており,それらの多くが埋立・焼却処分されている。そこで,それら廃棄海藻の減容化と,それに伴って産生される単糖やオリゴ類,単細胞体の有効利用を目指して,富山湾の海底堆積物中から複数種の海藻藻体を分解し,10種類以上の多糖分解酵素を持っている新種の細菌Saccharophagus sp.Myt-1株を単離した。そこで,本申請では,shotogun法を用いた,Myt-1株が産生する多糖類分解酵素遺伝子の単離と同定,大腸菌を用いた大量発現系の構築,さらには,それらの精製とキャラクタリゼーションを目的に研究を進めた。その結果,アルギン酸リアーゼ(algMytC)遺伝子とセルラーゼ(celMytB)遺伝子をそれぞれ1種ずつ単離することができた。algMytCとcelMytBのORFはそれぞれ1,032bpと1,893bp,アミノ酸は,343残基と631残基と推定され,それぞれの予想アミノ酸配列の相同性検索を行った結果,S.degradans2-40株のalg7A,cel5Hと95.9%,98.9%の一致率を示した。次に,大腸菌を用いた両酵素の大量発現系を構築し,その発現産物の特性を調べた。その結果,AlgMytCの反応至適pHは9.0で,pH8.5-10.0でも90%以上の活性を保っており,これまでに報告されている細菌由来のアルギン酸リアーゼの中でも,高いアルカリ耐性を持つ酵素であった。一方で,CelMytBは,反応至適温度が55℃と高く,水溶性のセルロース(CMC)だけでなく,結晶性のセルロース(Avicel)やキシランの分解活性も有していた。さらに,両酵素とも様々な界面活性剤に対しても高い耐性を示していた。これらの結果から,本研究により見出されたこれらの酵素は,化粧品,農業,食品,バイオエタノール産生など様々な産業分野に利用できることが考えられた。

目前，每年都会在沿海地区产生海藻和海藻的过程中产生的大量海藻废料，其中许多是垃圾填埋和焚化的。因此，为了减少这些废海藻的体积并有效地利用单糖，寡糖和单细胞体，从而相应地产生了多种海藻藻类物体，从丰富湾湾的海底沉积物中分解并隔离了一种新的细菌种类，saccharophagus sp。 MYT-1，携带10种多糖降解酶。因此，在此应用中，我们进行了研究，目的是使用shotogun方法隔离和识别由Myt-1菌株产生的多糖降解酶基因，并使用大肠杆菌构建大型表达系统，并纯化和表征它们。结果，将一个藻酸盐裂解酶（AlgMyTC）基因和一个纤维素酶（CelmyTB）基因分离出来。 The ORFs of algMytC and celMytB were estimated to be 1,032 bp and 1,893 bp, and the amino acids were estimated to be 343 and 631 residues, and homology searches of the respective predicted amino acid sequences showed a match rate of 95.9% and 98.9% of alg7A, cel5H in the S. degradans2-40 strain.接下来，构建了两种酶的大型表达系统，并检查了其表达产物的特性。结果表明，AlgMyTC反应的最佳pH值为9.0，并且在pH 8.5-10.0时保持90％或更高的活性，使其在先前报道的来自细菌的藻酸盐酶中高度耐碱性酶。另一方面，CelmyTB的最佳反应温度为55°C，不仅具有水溶性纤维素（CMC），而且还具有结晶纤维素（Avicel）和Xylan的分解活性。此外，这两种酶均对各种表面活性剂表现出高度的耐药性。这些结果表明，在这项研究中发现的这些酶可用于化妆品，农业，食品和生物乙醇的各个工业领域。