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熱帯樹木由来高活性イソプレン合成酵素の探索とハイブリッド型発酵用高機能酵素の開発

寻找源自热带树木的高活性异戊二烯合酶并开发用于混合发酵的高性能酶

基本信息

批准号：
22K05195
负责人：
屋宏典
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of the Ryukyus
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では多様且つイソプレン合成が活発な熱帯植物のイソプレン合成酵素（IspS）を広範囲に探索し、高活性を実現する分子情報を解明し、非石油資源の発酵系に適したハイブリッド型高機能IspSの設計・開発を行うことを目的とする。R4年度は高活性、高基質親和性を可能とするIspSのコンセンサス配列の解明を行う計画であった。一般的に、優良酵素の探索には保存配列を標的にして目的の酵素の遺伝子クローニングを行い、組換え酵素を調製してその性質を解析する方法が用いられる。しかしながら、個々の樹木のIspSについて遺伝子クローニングを行い、組換え酵素の特性を解析する方法は多大の労力と時間を要し、広範な樹種の探索には適していない。これに対し、申請者が開発したPing Pong法は採取した切り枝の温度依存的なイソプレン放出を人工気象室内で測定するもので、わずか1日で温度応答性を評価することができ、極めて短期間で優良なIspSの供給源となる樹種の絞り込みが可能である。今年度はこれまでイソプレン放出測定が行われていない単子葉類に樹種範囲を拡大して、Ping Pong法でIspSの一次スクリーニングを行った。琉球大学構内にある12種の単子葉類のイソプレン放出の温度依存性を調べ、１０種（83％）がイソプレンを放出することを見出した。そのうち、ダンチクが最も高い温度依存性を示したので、IspSの遺伝子クローニングを試みた。IspSのコンセンサス配列を標的にしたRT-PCRにより、ダンチクIspSのコアー配列を得ることができた。ダンチク以外にミツヤヤシが特異な温度応答性を示したので、遺伝子クローニングの候補とした。次年度は、これらの樹種群のIspS遺伝子をクローニングして酵素学的特性を解析し、高機能酵素に特徴的なコンセンサスアミノ酸配列を明らかにする計画である。

This study aims to explore the molecular information of diverse and highly active plant enzymes (IspS), to understand the molecular information of highly active IspS, and to design and develop highly functional IspS for non-petroleum resource fermentation systems. R4 has a high activity and high substrate affinity. General, excellent enzyme exploration, preservation, alignment, target enzyme gene sequencing, enzyme composition, modulation, and enzyme property analysis methods are available. How much effort and time are needed to analyze the characteristics of the enzyme in the tree For this reason, the applicant has developed the Ping Pong method to measure the temperature dependence of the branches in the artificial image chamber, and to evaluate the temperature response of the trees in the short term. This year, the method of "Ping Pong" is used to determine the first time the seed is released. It was revealed that the temperature dependence of the release of gelatin from 12 species of monocotyledon in the University of the Ryukyus was adjusted, and 10 species (83%) released gelatin. The highest temperature dependency is shown in the table below, and the highest temperature dependency is shown in the table below. IspS's core configuration is marked by RT-PCR, and IspS's core configuration is marked by RT-PCR. In addition to the temperature response, the temperature response is indicated by the temperature response. The next year, we plan to analyze the enzymatic characteristics of IspS genes from these tree species, and to clarify the acid sequence of high-function enzymes.