Discovery of Novel Enzymes from Deep-sea Microorganisms 深 海 領 域 から 取 得 される 微 生 物 は 多 様 性 および 新 規 性 が 高 いことがわ かってきました そこでそれらの 微 生 物 から 新 規 で 有 用 な 生 物 機 能 を 見 出 し 応 用 する 試 みを 開 始 しました The diversity and novelty of the biota in marine environment including deep-sea floor and subsurface have been revealed by our earlier studies. We are conducting extensive screening for useful biological functions (functional biomolecules and chemicals) from the ocean as abundant sources of unexplored and unique properties. 写 真 は 寒 天 オリゴ 糖 生 成 酵 素 を 作 る 深 海 微 生 物 の 電 子 顕 微 鏡 像 とコロニー Microscopic and macroscopic photographs of the deep-sea microorganisms with agarolytic enzyme activity producing agaro(neoagaro)-oligosaccharides..
アガロ ス 由 来 オリゴ 糖 生 成 酵 素 (Agarase) アガロ ス( 寒 天 の 主 成 分 ; 紅 藻 から 抽 出 され る) 由 来 オリゴ 糖 は 制 ガン 作 用 や 活 性 酸 素 産 生 抑 制 作 用 肌 の 美 白 効 果 保 湿 効 果 といった 優 れた 機 能 を 持 つことがわかってきています 深 海 微 生 物 群 から この 優 れたオリゴ 糖 を 生 成 する 微 生 物 を 新 しく10 種 類 発 見 しました さらにこれらの 中 から 耐 熱 性 のアガロース 分 解 酵 素 を 発 見 しまし た 研 究 を 重 ねた 結 果 この 耐 熱 性 酵 素 の 大 量 生 産 にも 成 功 し 昨 年 より 遺 伝 子 解 析 用 の 試 薬 とし てこの 酵 素 が 製 品 化 されています 菌 を 塗 布 3 日 後 7 日 後 Inoculation 3days 7days アガラーゼ 生 産 菌 による 寒 天 分 解 の 様 子 Agar degradation by an agarase producer We found the deep-sea microorganisms with agarolytic enzyme activity producing agaro(neoagaro)-oligosaccharides. They have the various functions such as antitumor, antioxidant, anticoagulant, immunopotentiation, macrophage-stimulating activity, whitening effect, and moisturizing effect. In addition, thermostable agarosedegrading enzyme (agarase) which we discovered from a deep-sea thermotolerant microorganism was commercialized as a new powerful tool for biotechnology. 製 品 化 された 耐 熱 性 アガラーゼ Commercialized Deep-sea thermostable agarase 特 許 登 録 番 号 (Patent);JP4441486 号
新 規 バイオサーファクタント ( New biosurfactant) 深 海 から 分 離 された 酵 母 (Pseudozyma hubeiensis SY62 株 )は 植 物 油 脂 や 糖 か ら 効 率 よくバイオサーファクタント(BS)を 生 産 します(Fig.1). BS(Fig.2A)は 界 面 活 性 剤 として 優 れた 物 性 を 示 すだけでなく 自 己 集 合 能 や 生 理 活 性 があることが 知 られて おり 産 業 応 用 が 期 待 されています 自 己 集 合 したBSはチューブ 状 のミエリンや 膜 状 のラメラ 液 晶 を 形 成 します(Fig.2B). A deep-sea yeast, Pseudozyma hubeiensis SY62 (Fig.1), efficiently produce biobased surface active material, biosurfactant(fig. 2A), from vegetable oils and saccharides. The biosurfactant have potential for broad range of industrial applications, since they has self-assembling properties and biological activity. BS self-assembled in water forms tube-like myelines and sheet-form lamella liquid crystal (Fig. 2B). Fig.1 深 海 から 分 離 されたBS 生 産 酵 母 の 顕 微 鏡 写 真 Microphotograph of BS-producing yeast, which was isolated form the deep sea. A B 10 m Fig.2 A. 深 海 酵 母 で 生 産 したBS, B. 水 溶 液 中 で 自 己 集 合 したBS( 偏 光 顕 微 鏡 法 による) A. Purified BS produced by yeast isolated from the deep sea, B. Polarized microscopy image of the BS self-assembled in aqueous solution ラメラ 液 晶 (Lamella-phase) ミエリン(Myelines)
深 海 環 境 における 真 菌 類 の 多 様 性 (Fungal diversity in deep-sea environments) 真 菌 類 は 酵 母 カビ キノコに 代 表 される 真 核 微 生 物 です 主 に 有 機 物 の 分 解 者 として 地 球 上 の 多 くの 生 態 系 において 重 要 な 役 割 を 担 ってい ます 最 近 の 研 究 から 真 菌 類 は 極 限 環 境 である 深 海 にも 生 息 している 事 がわかってきました これまでに 報 告 例 のない 新 種 も 含 め 様 々な 真 菌 類 が 深 海 環 境 中 から 培 養 分 離 されています(Fig.1) また 培 養 分 離 された 真 菌 株 から 有 用 物 質 の 探 索 も 行 っています Fungi are eukaryotic microorganisms that includes organisms, such as yeasts and molds, as well as mushrooms. They play an important role in many environments on earth as the primary degraders of organic matter. Through our recent studies, it was suggested that fungi are habitants of deep-sea, extreme environments. Various fungi have been isolated from deep-sea environments, including novel species previously undocumented (Fig.1). Moreover, we are also exploring the production of deep-sea fungi for application use. Fig.1 深 海 環 境 から 分 離 された 真 菌 類 Fungi isolated from deep-sea environments
生 分 解 性 プラスチックへの 応 用 (Application to bioplastic degradation) 今 まで 低 温 で 高 水 圧 下 の 深 海 では 生 分 解 性 プラスチックの 分 解 は 非 常 に 遅 いと 予 想 さ れていました しかし 実 際 に 深 海 の 低 泥 か ら 分 解 微 生 物 を 分 離 したところ(Fig.A) その 微 生 物 は4 500 気 圧 の 環 境 で 良 好 に 増 殖 することが 出 来 深 海 を 仮 想 した 環 境 下 でもわずか 数 日 で 生 分 解 性 プラスチックの 分 解 を 始 める 事 が 確 認 されました(Fig.B) In the past, it was expected that decomposition of bio-degradable plastics (BPs) in deep-sea environments is very slowly, because bacterial growth was inhibited. However, in the results of screening for BPs degrading bacteria from deep-sea(fig.a), the isolates can grow under low-temperature and highpressure. In addition, we confirmed that the isolates began to degrade the BPs In a few days under the virtual deep-sea environment(fig.b). A B 2 m Fig.A: 深 海 環 境 に 適 応 した 生 分 解 性 プラスチック 分 解 微 生 物 の 電 子 顕 微 鏡 写 真. B: 深 海 性 微 生 物 によって 形 成 される 透 明 帯 ( 透 明 帯 は 生 分 解 性 プラスチックの 分 解 を 示 す.) A:Electron microscope photo of bioplastic-degrading bacteria adapted to deep-sea environment. B:Clear-zone formed by deep-sea microorganisms (Clear-zones were showed bioplastic degradation.)