JP6214237B2 - セルロース系バイオマスを糖化するための粗酵素液およびその利用 - Google Patents
セルロース系バイオマスを糖化するための粗酵素液およびその利用 Download PDFInfo
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Description
本発明の一実施形態に係る第一のセルラーゼは、イナゴ腸由来であって、下記の理化学的性質を有する:(a)作用および基質特異性:セルロースを含有する基質を分解し、還元糖を生成する;(b)至適pH:7.0;(c)至適温度:50℃;(d)分子量:約50kDa、約53kDaまたは約30kDa。なお、至適pHは、反応温度50℃において1刻みで反応pHを変化させたときの至適pHである。また、至適温度は、反応pH7.0において、10℃刻みで反応温度を変化させたときの至適温度である。また、分子量は、SDS−PAGE(SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動)法により測定された値である。なお、第一のセルラーゼは、至適pHは7.0であるが、pH4.0〜pH8.0の範囲で高い活性を呈する。また、第一のセルラーゼは、エンド−β−グルカナーゼ(EC3.2.1.4)またはβ−グルコシダーゼ(EC3.2.1.21)であり得る。
一実施形態において、上記第一のセルラーゼは、イナゴの腸から上記第一のセルラーゼを精製することによって得ることができる。すなわち、周知の方法(例えば、細胞または組織を破壊した後に遠心分離して可溶性画分を回収する方法)でイナゴの腸から細胞抽出液を調製した後、この細胞抽出液から周知の方法(例えば、硫安沈殿またはエタノール沈殿、酸抽出、陰イオンまたは陽イオン交換クロマトグラフィー、ホスホセルロースクロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、およびレクチンクロマトグラフィー)によって精製する工程が好ましいが、これらに限定されない。最も好ましくは、高速液体クロマトグラフィー(「HPLC」)が精製のために用いられる。また、精製工程は、例えば、各分画試料について、酵素活性を測定しながら精製を行うことにより、確実に目的のセルラーゼを取得することができる。
一実施形態において、上記セルラーゼは、セルロース系バイオマスを糖化するために用い得、より好ましくは、草本系バイオマスまたはイネ科植物バイオマスを糖化するために用いる得、特に、イナワラを糖化するために用い得る。糖化の結果得られた還元糖は、特に限定されないが、エタノール等の有用な有機化合物を製造するための原料として好適に用いることができる。すなわち、本発明の一実施形態に係るセルロース系バイオマスを糖化する方法は、上記セルラーゼと、セルロース系バイオマスとを接触させる工程を含有する。また、他の実施形態において、セルロース系バイオマスを糖化する方法は、上記セルロース分解能を有する微生物と、セルロース系バイオマスとを接触させる工程を含有するものであってもよい。
(ポリヌクレオチド)
一実施形態において、上記セルラーゼをコードするポリヌクレオチドが提供される。当業者であれば、精製されたセルラーゼから、公知の方法に従って、そのアミノ酸配列を容易に取得することができる。そして、上記セルラーゼのアミノ酸配列が得られた場合、当該セルラーゼをコードするポリヌクレオチドの塩基配列を容易に設計することができる。なお、本明細書中で使用される場合、用語「ポリヌクレオチド」は、「遺伝子」、「核酸」または「核酸分子」と交換可能に使用され、ヌクレオチドの重合体が意図される。本明細書中で使用される場合、用語「塩基配列」は、「核酸配列」または「ヌクレオチド配列」と交換可能に使用され、デオキシリボヌクレオチド(A、G、CおよびTと省略される)の配列として示される。
本発明に係るポリヌクレオチドは、非翻訳領域(UTR)の配列またはベクター配列(発現ベクター配列を含む)などの配列を含むものであってもよい。言い換えれば、本発明にかかるベクターは、上記本発明にかかるポリヌクレオチドを含むものである。上記本発明にかかるポリヌクレオチドを含むものであれば、その他の構成は特に限定されるものではない。
また、一実施形態において、上記セルラーゼに結合する抗体、特に、上記セルラーゼと特異的に結合する抗体が提供される。本発明の一実施形態に係る抗体は、上記セルラーゼに結合し得るものであれば限定されず、上記セルラーゼに対するポリクローナル抗体等でもよいが、上記セルラーゼに対するモノクローナル抗体であることが好ましい。モノクローナル抗体は、性質が均一で供給しやすい、ハイブリドーマとして半永久的に保存ができるなどの利点を有する。
イネ科植物を食草とする昆虫であるイナゴ、ショウリョウバッタ、およびメイチュウを、日本大学生物資源科学部生物環境科学研究センター敷地内の水稲棚田において採取し、−80℃に凍結して保管した。
凍結保存しておいた昆虫を氷上にて解凍し、ハサミおよびピンセットを用いて腸を摘出した。摘出した腸をハサミにより細かくきざみ、腸内pHをpH計(twin pHメータ、HORIBA)を用いて測定した。結果、イナゴの腸内pHは6.5であり、ショウリョウバッタの腸内pHは6.5であり、メイチュウの腸内pHは8.0であった。
凍結保存しておいた昆虫を氷上にて解凍し、腸を摘出した。各昆虫1匹の腸1個に対し、0.1Mリン酸またはクエン酸緩衝液(2.で測定した各昆虫の腸内pHに合わせてpHを調整したもの)を0.5mL加え、氷上においてガラスホモジナイザーを用いて磨砕した。さらに、高速冷却遠心機(MX−301、TOMY)を用いて12000rpm、4℃、5分間の条件で遠心し上清を回収する操作を2回行い、腸内粗酵素液を得た。
3.で得た各昆虫の腸内粗酵素液について、基質としてCMC(Carboxymethylcellulose)を用いて、セルロースを分解する酵素活性を測定した。CMCは、セルロースにカルボキシルメチル基が導入されてなる水溶性の高分子である。酵素活性の測定は、酵素がCMCを加水分解することによって生じる還元糖をDNS(Dinitro salictlic acid)法により定量することにより行った。
4.においてイナゴ腸内粗酵素液がCMC分解能を有することが明らかとなった。そこで、精製されていない試料からも各種の酵素活性を検出することができる市販の酵素活性測定キットを用いて、セルロースの分解に関与する酵素であるβ−グルコシダーゼの存否を確認した。
また、イナゴ腸内粗酵素液によるCMCの分解が確認されたため、イナゴ腸内粗酵素液が、CMCより糖化し難い基質であるろ紙およびイナワラを分解し得るか否かを確認した。
15mLチューブに、基質として幅1.0cm、長さ6.0cmのろ紙(約50mg、ワットマン製、FILTER PAPERS 1、Quanitative Circles、直径150mm、Cat No.1001−150)を入れ、3.で得たイナゴ腸内粗酵素液を0.5mL加えた。なお、当該ろ紙は、α-セルロース含有量が最低98%となるように処理された高品質コットンリターからなる。また、同様に、15mLチューブに同一のろ紙を入れ、市販のセルラーゼ(Trichoderma viride由来セルラーゼ、CELLULYSIN Cellulase、CALBIOCHEM、至適作用条件pH4.0および40℃)の酵素液0.5mL(約2U)を加えた。各々にpH6.6に調整した50mMクエン酸緩衝液1.0mLを混合して、50℃において1時間インキュベートし、DNS法により還元糖量を測定した。結果を図3に示す。
イナワラについては、元から含まれる還元糖を除くため、イナワラ(Cd高吸収性イネ「長香穀」)をミキサーにより粉砕し、目開き5mmの篩に掛け、その篩下を10倍量の蒸留水と混合し、沸騰水中で5分間加熱した後、ろ紙でろ過し、その残渣を乾燥させたものを用いた。なお、乾燥処理後のイナワラにおけるケイ素の含有量は、Siとして6.37質量%であった。
凍結保存しておいたイナゴ10匹から摘出した腸10個に、pH5.0に調整した0.1Mクエン酸緩衝液5.0mLを加え、3.と同様にイナゴ腸内粗酵素液を調製した後、pH5.0に調整した0.1Mクエン酸緩衝液によって、10倍に希釈した。次いで、15mLチューブへ、基質として6.と同様のろ紙またはイナワラを入れ、得られたイナゴ腸内粗酵素液0.5mLを加えた。さらに、pH4.0、5.0、6.0、7.0および8.0に夫々調整した0.1M緩衝液(pH4.0〜5.0はクエン酸緩衝液、pH6.0〜8.0はリン酸緩衝液)1.0mLを加えて混合した。その後、50℃で1時間インキュベートし、DNS法で生成した還元糖量を測定した。結果を図5に示す。なお、図5では、還元糖量はイナゴ腸内粗酵素液のタンパク質含量当たりの値で示している。イナゴ腸内粗酵素液のタンパク質含量は、Braford法を用いたプロテインアッセイ(BIO−RAD)により測定した。
凍結保存しておいたイナゴ10匹から摘出した腸10個に、pH5.0に調整した0.1Mクエン酸緩衝液5.0mLを加え、3.と同様にイナゴ腸内粗酵素液を調製した後、pH5.0に調整した0.1Mクエン酸緩衝液によって、10倍に希釈した。次いで、15mLチューブへ、基質として6.と同様のろ紙またはイナワラを入れ、得られたイナゴ腸内粗酵素液0.5mLを加えた。さらに、pH7.0に調整した0.1Mリン酸緩衝液1.0mLを加えて混合した。なお、pH7.0は、7.で得た至適pHである。その後、反応温度を30℃、40℃、50℃、60℃に夫々設定して1時間インキュベートし、DNS法で生成した還元糖量を測定した。結果を図6に示す。なお、図6では、還元糖量はイナゴ腸内粗酵素液のタンパク質含量当たりの値で示している。タンパク質含量はプロテインアッセイ(BIO−RAD)により測定した。
凍結保存しておいたイナゴ10匹から摘出した腸10個に、pH5.0に調整した0.1Mクエン酸緩衝液5.0mLを加え、3.と同様にイナゴ腸内粗酵素液を調製した後、pH5.0に調整した0.1Mクエン酸緩衝液によって、2倍、5倍および10倍に夫々希釈した。次いで、15mLチューブへ、基質として6.と同様のイナワラを入れ、各倍率に希釈されたイナゴ腸内粗酵素液0.5mLを加えた。さらに、pH7.0に調整した0.1Mリン酸緩衝液1.0mLを加えて混合した。なお、pH7.0は、7.で得た至適pHである。その後、反応温度を50℃に設定して1時間インキュベートし、DNS法で生成した還元糖量を測定した。なお、50℃は、8.で得た至適温度である。結果を図7に示す。なお、図7では、還元糖量はイナゴ腸内粗酵素液のタンパク質含量当たりの値で示している。タンパク質含量はプロテインアッセイ(BIO−RAD)により測定した。
上述したように、イナゴ腸内粗酵素液のタンパク質当たりの還元糖生成量が希釈により向上したことから、精製により高い活性を呈することが示唆された。そのため、まず、硫安塩析により、イナゴ腸内粗酵素液の粗分画を行った。
氷上において、イナゴから摘出した腸40個に、プロテアーゼ阻害剤(Protease Inhibitor Mix、GE Healthcare)200μLを加えたpH7.0に調整した50mMリン酸緩衝液20mLを加えて、ガラスホモジナイザーを用いて磨砕し、高速冷却遠心機(CR22GII、日立)を用いて12000rpm、4℃、5分間の遠心操作を2回行い、イナゴ腸内粗酵素液を得た。
続いて、得られたイナゴ腸内粗酵素液を硫安塩析した。硫安塩析はタンパク質を安定的に処理し得る方法であり、一般に、タンパク質を硫安塩析により分画する際には、30〜60%飽和の範囲で、10%飽和間隔で順番に塩析を行い、目的タンパク質が何れの濃度で沈殿するのかを予め調べておく必要がある。なお、硫安濃度を増加させたときの塩析のされ方はタンパク質の種類によって異なり、30%飽和硫安の状態で分子量の非常に大きいタンパク質、タンパク質複合体、タンパク質脂質複合体(リポタンパク質)等が沈殿し、60%飽和まで増加させると酵素を含む多くのタンパク質が沈殿し、約80%飽和まで増加させると殆ど全てのタンパク質が沈殿する。
続いて、アイスバケツ中に、pH7.0に調整した20mMリン酸緩衝液500mLが入ったビーカーを設置し、30〜70%飽和の各分画試料を入れたセルロースチューブ(24/32、エーディア、分画分子量12〜16KDa)を入れ、スターラー上で静かに攪拌した。2時間毎にビーカー内の緩衝液を交換し、計6時間攪拌することによって透析を行った。透析後、平衡化した分画試料を回収し、−80℃で保管した。
15mLチューブへ、基質として6.と同様のイナワラを入れ、透析した分画試料0.5mLを加え、さらにpH7.0に調整した20mMリン酸緩衝液1.0mLを加えて混合し、反応温度を50℃として1時間インキュベートし、DNS法により還元糖を測定した。結果を図8に示す。なお、図8では、還元糖量は分画試料のタンパク質含量当たりの値で示している。タンパク質含量はプロテインアッセイ(BIO−RAD)により測定した。
さらなる精製のため、イナゴ腸由来の30〜50%飽和硫安分画試料について、カラム(Superdex75 10/300GL、GE Healthcare)を用いたゲルろ過クロマトグラフィーを行った。カラム(Superdex75 10/300GL、GE Healthcare)は、分画範囲3〜70kDa、カラムサイズ直径1.0cm×高さ30.0cm、ベット体積24mLである。
pH7.0に調整した50mMリン酸緩衝液(0.15M NaCl)を、0.22μmメンブレンフィルター(IWAKI)に掛け、バキュームポンプにより脱気を行い、4℃に冷却することにより、ゲルろ過クロマトグラフィーに用いるランニングバッファーを調製した。
10.において得られたイナゴ腸由来の30〜50%飽和硫安分画試料を、注射器(1mLテルモシリンジ、TERUMO)を用いて0.22μmフィルター(Syringe Driven Filter Unit、MILLIPORE)に掛け、ゲルろ過クロマトグラフィーに供する試料を調製した。
ゲルろ過クロマトグラフィーでは、4℃条件下で、試料250μLを流速約0.07mL/minでカラムに流した。分画された試料は、フラクションコレクター(SF−2120、ADVANTEC)により、1チューブ当たり0.5mLずつ、計80本(40mL)採取した。
得られた分画試料の280nmにおける吸光度を分光光度計(UV−1700、島津製作所)を用いて測定した。結果、図9(a)に示すように、主に6つのタンパク質のピークが示された。
この6つのピークに対応する各分画試料について、イナワラ分解能を測定した。測定は、用いる緩衝液をpH7.0に調整した50mMリン酸緩衝液に変更したこと以外は10−4.と同様に行った。結果、図9(a)に示すように、溶出液量(Ve)における二つ目のピークに対応する分画試料の酵素活性は高かったが、他のピークでは活性は示されなかった。
F1〜F4の分画試料について、SDS−PAGEを行った。具体的には、まず、F2試料20μLを等量の2×サンプルバッファーと混合した後、95℃において3分間加熱した。そのうち7μLを、ミニゲル用電気泳動装置(ATTO)にセットしたゲル(12.5%均一濃度PAGEL、ATTO)のウェルにアプライし、20mAの電流で約80分間電気泳動を行った。電気泳動後、ゲルをCBB染色した。図9(b)に、染色後のゲルの写真を示す。図9(b)に示すように、酵素活性が最も高かったF2において、3つのバンドが検出された。この3つのバンドに対応するタンパク質の分子量は、それぞれ約53kDa(f1)、約50kDa(f2)、約30kDa(f3)と推定され、これら三つのタンパク質がイナワラ糖化酵素であると考えられる。なお、これら三つのタンパク質のうち、特にf2が、イナワラを効率よく分解して還元糖を精製することができるセルラーゼであると推定される。
自然界において、セルロースは主に微生物の働きによって分解されている。これまでに数多くのセルロース分解微生物が知られている。セルロース分解微生物は、土壌および草食動物の消化管等に生息しており、これらの微生物は菌体外に複数のセルロース分解酵素を分泌して植物体の細胞壁等のセルロースを分解している。そこで、Congo Red Cellulose培地を用いて、イネ科植物を食草とする昆虫の腸内に共生する微生物の中からの、CMCを分解する能力を有する微生物の分離を試みた。
イネ科植物を食草とする昆虫であるイナゴ、ショウリョウバッタ、およびメイチュウを、日本大学生物資源科学部生物環境科学研究センター敷地内の水稲棚田において採取した。イネを入れたそれぞれの飼育容器で各昆虫を一晩飼育し、飼育容器から糞を採取した。昆虫を飼育容器から取り出し、酢酸エチルを染み込ませたガーゼを入れた密閉容器に移し、酢酸エチルによって昆虫が動かなくなってからクリーンベンチに移した。70%エタノールに漬け、昆虫の表体を滅菌し、滅菌水で洗い流した。その後、ハサミおよびピンセットにより、腸を摘出した。
蒸留水1Lに、CM−Cellulose(セロゲンBS、第一工業製薬)を1.88g、KH2PO4を0.20g、MgSO4を0.25g、Gelatinを2.00g、Yeast Extractを1.00g、Congo Redを0.20g、Agarを15.00g混合し、121℃で15分間オートクレーブすることによりCongo Red Cellulose培地を作製した。
6.に示すように、イナゴ腸由来糖化酵素(セルラーゼ)は、ろ紙に対しては、市販のセルラーゼ(Trichoderma viride由来セルラーゼ、CELLULYSIN Cellulase、CALBIOCHEM、至適作用条件pH4.0および40℃)2Uとほぼ同程度の糖化能であったが、イナワラに対しては特異的に高い糖化能を有していた。そこで、異なる基質に対するイナゴ腸由来のセルラーゼの糖化能をより詳細に調べるために、各種イネ科植物のセルロースを基質とした場合のイナゴ腸由来のセルラーゼと市販のセルラーゼの糖化能とを比較検討した。基質としては、イナワラに加えて、ソルガムおよびケンタッキー芝を用いた。
基質として用いるイナワラ、ソルガムおよびケンタッキー芝の乾燥物を、ミキサーで粉砕し、5mmの篩いを通過させ、篩下を10倍量の蒸留水と混合し、沸騰湯中で5分間加熱し、ろ紙(FTLTER PAPERS 1、Whatman)によりろ過した。得られたろ物を、乾燥機(CONVECTION OVEN LC−722、ESPEC)内において105℃で一晩乾燥させることにより、前処理済みの基質を得た。なお、この前処理は、基質中に元々含まれる還元糖を除いて、測定値のバックグランドを低くするための処理である。
前処理済みの基質の一部を、乾燥機内に入れ、105℃で4時間程度加熱した。続いて、基質をデシケーター内に移し、冷却して重量を測定した後に、再び乾燥器内で1時間加熱することを、重量の変化が±0.3mg未満になるまで繰り返して、絶乾した基質を得た。
測定において用いる基質として、13−1.において前処理したイナワラ、ソルガムおよびケンタッキー芝の各々50±1mgと、幅1.0cm、長さ6.0cmのろ紙(FILTER PAPERS 1、Whatman)とをそれぞれ15mlチューブに入れた。
3.において得られたイナゴの腸内粗酵素液について、ヘミセルラーゼの有無を確認した。
D−XYLOSE ASSAY KIT(Megazyme)を用いて、イナゴの腸内粗酵素液のエンド−1,4−β−D−キシラナ−ゼ活性を測定した。滅菌水2.00mlに腸内粗酵素液試料0.10mlを加え、さらにsolution 1を0.40ml、solution 2を0.40ml、suspension 3を0.02mlそれぞれ加えた。5分後に分光光度計を用いて340nmの吸光度を測定し、続いて、solution4を0.05ml加え、6分以内に340nmの吸光度を測定した。そして、solution4を加えた前後でキシロースの濃度を検討した。結果、図12に示すように、キシラーゼ活性は検出されなかった。
腸内粗酵素液試料0.5mlに、色素標識したアゾ−カロブガラクトマンナン(Megazyme)であるカロブ(ローカスト)ガラクトマンナンを基質とした溶液0.5mlを加え、攪拌し、40℃で、10分間インキュベートした。その後、エタノール2.5mlを加えて高分子の基質を沈殿させ、室温で10分間放置し、1000gで、10分間遠心分離を行った。その後、590nmの吸光度を測定し、β−マンナナ−ゼ活性を測定した。結果、図12に示すように、マンナナーゼ活性は検出されなかった。
p−Galactosidase Enzyme Assay System with Reporter Lysis Buffer(Promega)を用いて、イナゴの腸内粗酵素液のβ−ガラクトシダーゼ活性を測定した。96ウェルのマイクロプレートリーダーBenchmark Plus(Bl0−RAD)に、lxRLB20μlおよび腸内粗酵素液試料30μlを入れ、さらに、基質ONPG(O−ニトロフェニル−β−D−ガラクトピラノシド)を含むAssay Buffer(2x)を加え、37℃で、30分間反応させた。その後、1M炭酸ナトリウムを150μl加え、反応を停止させて分光光度計で420nmの吸光度を測定した。結果、図12に示すように、約17mUのβ−ガラクトシダーゼ活性が検出された。この結果は、5.におけるアピザイムキットを用いた検定結果と一致する。
ARABLNAN ASSAY KIT(Megazyme)を用いて、イナゴの腸内粗酵素液のアラビノース活性を測定した。腸内粗酵素液試料0.10mlに滅菌水を2.12ml、solution 1を200μl、solution 2を100μlそれぞれ加えて、3分後、分光光度計で340nmの吸光度を測定した。さらに、solution 3を20μl加えて混合し、40℃で10分間インキュベートした後、分光光度計で340nmの吸光度を測定した。結果、図12に示すように、アラビノシダーゼ活性は検出されなかった。
11.において得られたイナワラ糖化酵素の活性が最も高かった分画試料について、質量分析によりタンパク質の同定を行った。
11.において得られた分画試料(f2)25μlを等量の2×サンプルバッファーと混合し、95℃で3分間加熱し、ミニゲル用電気泳動装置(ATTO)にセットしたゲル(12.5%均一濃度PAGEL、ATTO)のウェルに15μlアプライし、20mAの電流で約80分間電気泳動を行った。なお、タンパク質の量を確保するため、試料は3レーン流した。
ゲルを取り出し、固定液(50%メタノール、5%酢酸)の入った容器に入れ、室温で20分間振とう後、固定液を捨てた。さらに、洗浄液(50%メタノール)を入れ、室温で1O分間振とう後、洗浄液を捨てた。次に、増感液(0.02%Na2S203)を入れ、室温で1分間振とうした。次に、MilliQ水を入れ、1分間振とうさせた後、水を捨てる操作を3回繰り返した。次に、硝酸銀液(0.1%AgNO3)を入れ、4℃で20分間振とうさせた。次に、MilliQ水を入れ、室温で1分間振とうさせた後、水を捨てる操作を3回繰り返した。そして、現像液(0.04%HCHO、2%Na2CO3)を入れ、ゲルの染色の様子を見ながら室温で2〜5分間振とうさせた後に、停止液(5%酢酸)を入れ、室温で10分間振とうした。最後に、MilliQ水を入れ、室温で5分間振とうさせた後、水を捨てる操作を3回繰り返した。
以下の作業は全てクリーンルーム内で行った。まず、OHPシートを敷いたライトボックスにゲルを載せ、メスを用いてゲルの切り出しを行った。図13に示すように、泳動後のゲルについて、1レーンずつ、ゲルの上端から泳動の終端(上端から65mm)まで6mmサイズ毎に11断片を切り出した。
15−3.において得られた試料について、日本大学生物資源科学部生物環境科学研究センターに設置されたLCQ DECA XP(ThemoFisherScientific)によりLC−MS/MS解析を行った。試料は10μlを分析に用いた。測定条件は、カラム:L−Column Micro 711290 F1107533−P 0.2×50mm,L2−C18,3μm、流速:1.5μL/min、移動相A:98%水、2%アセトニトリル、0.1%ギ酸、移動相B:90%アセトニトリル、10%水、0.1%ギ酸、グラジェント:A:B−95:5(0min)−5:95(20min)、モニターイオン:m/z450〜2000で行った。
NCBIより、セルロース分解関連酵素としてEC3.2.1.4、EC3.2.1.21、EC3.2.1.74およびEC3.2.1.91の4種類、ヘミセルロ−ス分解関連酵素としてキシラン分解酵素EC3.2.1.8およびEC3.2.1.27、マンナン分解酵素EC3.2.1.25およびEC3.2.1.78、ガラクタン分解酵素EC3.2.1.23、EC3.2.1.89およびEC3.2.1.90ならびにアラビナン分解酵素EC3.2.1.55の8種類で合計12種類の13934件のタンパク質のデータベースを取り込んだ。そして、BioworksVer3.3(ThermoFisherScientific)を用いて、15−4.における各ゲル断片の質量分析結果から得られた部分アミノ酸配列と、データベース上のセルロース分解関連酵素およびヘミセルロース分解関連酵素の配列とを比較した。
「株式会社テクノスルガ・ラボ」に委託して、単離したCMC分解微生物の16S rDNA−500Rapid解析を以下のように実施した。
Claims (14)
- イナゴ腸由来であって、セルラーゼを含み、下記の理化学的性質を有することを特徴とする、ケイ素を1質量%以上含有するセルロース系バイオマスを糖化するための粗酵素液:
(a)作用および基質特異性:セルロースを含有する基質を分解し、還元糖を生成する;
(b)至適pH:7.0;
(c)至適温度:50℃;
(d)分子量:約50kDa、約53kDaまたは約30kDa(SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動による)。 - 上記セルラーゼが、エンド−β−グルカナーゼ又はβ−グルコシダーゼであることを特徴とする請求項1に記載の粗酵素液。
- 請求項1または2に記載の粗酵素液を含有していることを特徴とするケイ素を1質量%以上含有するセルロース系バイオマスを糖化するための糖化用組成物。
- 上記セルロース系バイオマスが、イネ科植物バイオマスであることを特徴とする請求項3に記載の糖化用組成物。
- 上記セルロース系バイオマスが、ケイ素を5質量%以上含有することを特徴とする請求項3に記載の糖化用組成物。
- 上記セルロース系バイオマスが、イナワラであることを特徴とする請求項3〜5の何れか一項に記載の糖化用組成物。
- 上記セルロース系バイオマスが、重金属を含有していることを特徴とする請求項3〜6の何れか一項に記載の糖化用組成物。
- β−ガラクトシダーゼをさらに含有していることを特徴とする請求項3〜7の何れか一項に記載の糖化用組成物。
- 請求項1または2に記載の粗酵素液を備えていることを特徴とするケイ素を1質量%以上含有するセルロース系バイオマスを糖化するための糖化用キット。
- セルロース系バイオマスを糖化する方法であって、
請求項1または2に記載の粗酵素液、または請求項3〜8の何れか一項に記載の糖化用組成物と、該セルロース系バイオマスとを接触させる工程を含有することを特徴とする方法。 - 上記セルロース系バイオマスが、ケイ素を5質量%以上含有するセルロース系バイオマスであることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 上記セルロース系バイオマスが、イネ科植物バイオマスであることを特徴とする請求項10または11に記載の方法。
- 上記セルロース系バイオマスが、イナワラであることを特徴とする請求項10〜12の何れか一項に記載の方法。
- 上記セルロース系バイオマスが、重金属を含有していることを特徴とする請求項10〜13の何れか一項に記載の方法。
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