生物系特定産業技術研究支援センター

新技術・新分野創出のための基礎研究推進事業

2008年度 中間評価結果

ゲノム情報に基づく麹菌全プロテアーゼの機能解析

(東京農工大学共生科学技術研究院 竹内 道雄)

評価結果概要

(1)全体評価

麹菌はわが国の重要な産業用微生物であり、応用価値が非常に高く、わが国が世界に先駆けて研究する科学的価値の高い微生物である。本研究では、麹菌のプロテアーゼに関連する134種のプロテアーゼ遺伝子を全てクローニングし、発現させ、プロテアーゼの酵素的性質および特異性を解明して、麹菌全プロテアーゼをカタログ化することを第一の目標としている。次いで、各種食品タンパク質からの機能性ペプチドの生産に有用と考えられるプロテアーゼをカタログから選択し、酵素剤を製造し、機能性ペプチドの生産性を評価する。さらに、農・畜・水産物の新たな有効利用にもプロテアーゼ・カタログを利用し、テーラーメイド・プロテアーゼ剤を製造することを目標としている。
麹菌のプロテアーゼに関連する134遺伝子のうち、80%の遺伝子のクローニング、60%の遺伝子の発現系の構築、30%の酵素特性の解析を中間目標としたが、その目標をほぼ達成している。また、cDNAを利用した大腸菌での発現に成功しており、今後短時間に多くのプロテアーゼの酵素特性も決定され、目標以上に研究が進むと考えられる。一方、酵素剤の製造とその機能性ペプチド生産への利用については次年度以降に期待する。
今後の研究においては、現在掲げている最終達成目標の一部を上方へ修正し麹菌プロテアーゼのカタログ化を図るとともに、5機関の研究課題の分担・連携についてぞれぞれの進捗状況等から再構築して推進することを望む。第一点は、134種のプロテアーゼすべての酵素化学的特性を決定し、麹菌プロテアーゼ・カタログを早急に完成させることである。第二点は、各種食品素材からの機能性ペプチド生産に望ましいプロテアーゼ製剤を多数製造し、機能性ペプチドの生産を早急に試みることである。その際、既知ペプチドのみならず、新規な機能性ペプチドやシグナル伝達ペプチドの発見などにも努力し、提案時の意気込みを実現して欲しい。
これまでの全体の研究の進展と発表されている論文数の隔たりは大きい。これまでに得られた結果及び今後得られるであろう結果について論文化や特許化を全力で行って、研究成果の情報発信に努めて欲しい。

(2)中課題別評価

中課題A「麹菌酸性プロテアーゼ等の解析」
(東京農工大学共生科学技術研究院 竹内 道雄)

麹菌のゲノム解析から見出された134プロテアーゼ遺伝子を4グループで分担して、クローニング、発現、生産、酵素化学的な解析を行うことを目的とし、本中課題では酸性プロテアーゼを中心に12種類のプロテアーゼの酵素化学的解析を完了した。中間目標を達成したことを評価する。本中課題は他の4課題と密接に関連しており、麹菌プロテアーゼ・カタログの完成とこれを活かした新規ペプチド生産および酵素剤生産法の確立等の成果に総合されて初めて科学的あるいは応用面の価値が評価されるものと考える。したがって、本中課題の部分的な解析結果をもっての総合評価は困難である。しかし、食品工業や酵素産業に貢献することが期待できよう。ただし、情報発信に関しては、口頭発表のみで本グループが中心となった原著論文発表もなければ特許申請もなされていない。本研究の中心グループとして情報発信の意義を大いに自覚して国際誌への論文発表に努力することを強く要望する。

中課題B「麹菌金属プロテアーゼ等の解析」
(東北大学大学院農学研究科 山形 洋平)

本中課題では金属プロテアーゼを中心に39遺伝子を受け持ち、12種類のプロテアーゼ酵素化学的解析を完了し、当初目標を達成している。本中課題は他の4課題と密接に関連しており、麹菌プロテアーゼ・カタログの完成とこれを活かした新規ペプチド生産及び酵素剤生産法の確立等の成果に総合されて初めて科学的あるいは応用面の価値が評価されるものと考える。したがって、本中課題の部分的な解析結果をもっての総合評価は困難である。しかし、大豆発酵物中の麹菌プロテアーゼの発現解析から、食品加工上有用な知見が得られており、食品工業や酵素産業に貢献することが期待できよう。ただし、研究成果の情報発信では、本グループを中心とした国際誌の原著論文が全くなく、今後の論文発表を望む。

中課題C「麹菌アミノペプチダーゼ等の解析」
(農研機構食品総合研究所 楠本 憲一)

本中課題ではアミノペプチダーゼを中心に33遺伝子を受け持ち、11種類のアミノペプチダーゼの酵素化学的解析を完了し、当初の中間目標を達成している。大腸菌以外の発現系も併用することにより、残りの酵素遺伝子の発現が可能になれば、最終目標の達成は十分可能であると考えられる。しかし、本中課題は他の4課題と密接に関連しており、麹菌プロテアーゼ・カタログの完成とこれを活かした新規ペプチド生産及び酵素剤生産法の確立等の成果に総合されて初めて科学的あるいは応用面の価値が評価されるものと考える。したがって、部分的な解析結果をもっての総合評価は困難であるが、食品工業や酵素産業に貢献することが期待できよう。ただし、研究成果の情報発信では、国際誌の原著論文があるが、満足できるものでなく、今後さらなる論文発表を望む。

中課題D「麹菌セリンプロテアーゼ等の解析と新規プロテアーゼ剤の作成試験」
(天野エンザイム(株)岐阜研究所 小出 芳直)

本中課題ではセリンプロテアーゼを中心に26遺伝子を受け持ち、3種類のセリンプロテアーゼの酵素特性しか解析していないが、これまでの進捗状況から本年度中には中間目標を達成できると考える。本中課題は他の4課題と密接に関連しており、麹菌プロテアーゼ・カタログの完成とこれを活かした新規ペプチド生産等の成果に総合されて初めて科学的あるいは応用面の価値が評価されるものと考える。したがって、本中課題の部分的な解析結果をもっての総合評価は困難である。一方、酵素製剤の製造は開始した段階であり、今後の研究に期待したい。研究成果の情報発信では、特許申請があるが、本グループを中心とした国際誌の原著論文がなく、今後は論文発表に努力して欲しい。

中課題E「プロテアーゼ高発現に関する研究及び有用ペプチド製造試験」
(月桂冠(株)総合研究所 石田 博樹)

麹菌遺伝子はA.nidulansを宿主として容易に発現すると考えられ、A.nidulansを宿主とした麹菌プロテアーゼ遺伝子の発現用プラスミドを各種構築した。しかし、麹菌プロテアーゼ遺伝子の多数がA.nidulansで発現しなかった。また、プロテアーゼの分泌ベクターも構築したが機能しなかった。麹菌プロテアーゼがA.nidulansの細胞内に合成されると致死的に働いてしまい、発現クローンを分離できないのかも知れないが、何故発現しないのか、その理由を解明することは今後の研究に役立つだろう。麹菌セルフクローニング系の確立は、酵素剤の製造さらには機能性ペプチド生産に大きく貢献するが、機能性ペプチドについては、ACE阻害ペプチドに加えて、更に少なくとも2種類の機能性ペプチドの生産を試みるべきである。研究成果の情報発信では、特許申請があるが、本グループを中心とした原著論文の国際誌への発表がなく、今後の論文発表を期待する。