デンマークの廃水処理汚泥を処理する嫌気消化槽における微生物糖質関連酵素の多様性

WILKENS Casper; BUSK Peter Kamp; PILGAARD Bo; ZHANG Wen-Jing; ZHANG Wen-Jing; NIELSEN Kare L.; NIELSEN Per Halkjaer; LANGE Lene

文献

J-GLOBAL ID：201702279990881440 整理番号：17A1003962

デンマークの廃水処理汚泥を処理する嫌気消化槽における微生物糖質関連酵素の多様性

Diversity of microbial carbohydrate-active enzymes in Danish anaerobic digesters fed with wastewater treatment sludge

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資料名：
巻： 10 号： June ページ： 10:158 (WEB ONLY) 発行年： 2017年06月
JST資料番号： U7022A ISSN： 1754-6834 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

背景:バイオマスからの食料,飼料,ケミカル及び材料の生産の目標を達成するためには糖質関連酵素(CAZymes)の改善が必要である。嫌気消化槽(ADs)中の多様な微生物群集がどのように炭水化物を代謝しているのか,存在するどのCAZymesが炭水化物の代謝に寄与しているのかについてはほとんど知られていないが,ADsは現在産業で用いられている酵素ブレンドの性能を高め得るCAZymesの探索に適したユニークなニッチェとなっている。結果:酵素測定から,都市下水処理施設由来の初沈汚泥及び余剰汚泥を処理する4機のデンマークの中温AD実機の嫌気消化環境中に機能性のCAZymesが分泌されていることを示した。ADsのメタゲノムからペプチドパターンホモロジー法(HotPep法)によりCAZymesをゲノムマイニングした。特定した19335のCAZymesのうち30%は既知の蛋白質と50%以下の同一性しか示さないことから,ADsが新規CAZymesを発見するための有望な場を形成していることが明らかになった。HotPep法で特定された全CAZymesの54%は機能が推定できた。4つのメタゲノムで様々なCAZymesを多数特定したが,最も優占していた酵素ファミリーはα-グルカンCAZymeファミリーのひとつであるグルコシドヒドロラーゼファミリー13であった。4つのメタゲノムでセルロース分解性とキシロース分解性のCAZymesも多かった。セルロース分解性の酵素はほとんどエンドグルカナーゼとβ-グルコシダーゼに限定されていたが,これは汚泥に多量の部分分解したセルロースが存在することが反映している。ドックリンドメインはまったく見出されなかったがこれは研究対象のADsではセルロース分解性酵素が独立して機能していることを示唆するものである。キシロース分解性のCAZymesとしては特にキシラナーゼとβはキシロシダーゼが目立ち一連のアクセサリー酵素も存在した。結論:著者等の知見は,生物学的プロセスの性能を向上し得る植物バイオマスの新規な分解及び修飾酵素を発見の場としてADsは優れていることを示唆するとともに,バイオリファイナリーによる様々な高付加価値製品の生産のための基礎を提供するものである。(翻訳著者抄録)

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スラッジ処理・処分 , 酵素生理 , 分子遺伝学一般 , 酵素一般

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