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嫌気性環境から新たな脂質分解酵素を発見 ―バイオガス生産効率向上と産業応用に期待―

【本学研究者情报】

〇农学研究科 准教授 多田千佳

【発表のポイント】

  • 嫌気性环境から、分解微生物の生产する新规脂质分解酵素(リパーゼ)を発见しました。
  • このリパーゼを生产する脂质分解微生物の新种を特定しました。
  • 新规リパーゼは超高温耐性(約 97.5℃)、アルカリ(pH 11)条件で活性を持つユニークな特性です。

【概要】

脂质を多く含む廃弃物はエネルギー源として高いポテンシャルをもちます。しかし、微生物によるエネルギー変换であるメタン発酵の际に、反応を担う微生物の活动を阻害することが课题でした。

东北大学大学院农学研究科の多田千佳准教授らは、嫌気性消化槽(注1)から、极めて高温?高アルカリ条件でも活性を示す新规リパーゼ(脂质分解酵素)を発见するとともに、その酵素を生产する微生物を特定しました。培养に依存しない手法である机能メタプロテオミクス(注2)?メタゲノミクス(注3)を用いることで、これまで同定が困难だった脂质分解微生物を特定しました。

発见された新规リパーゼは、最适温度が约97.5℃、最适辫贬が11という、既知のリパーゼにはほとんど例のない特性を示しました。また、メタゲノミクスから再构筑された微生物丛のゲノム情报から、この酵素は、これまで既知に报告されたCandidatus 厂肠补迟辞尘辞谤辫丑补属とは异なるCandidatus 同属の细菌种が作ること、さらに、この微生物は、脂质を分解して得られるグリセロールの资化(注4)に関わる遗伝子群を有することがわかりました。Candidatus 厂肠补迟辞尘辞谤辫丑补属の细菌は、脂质を多く含む食品廃弃物やチーズホエーなどを処理する嫌気性消化槽に优占することが过去に确认されていますが、その具体的な机能性は不明でした。私たちの本研究は、Candidatus 厂肠补迟辞尘辞谤辫丑补属の细菌が脂质代谢能を有することをタンパク质およびゲノムの両方からとらえ、嫌気性消化槽の脂质代谢における重要な役割を果たしていることを明らかにしました。

本成果は、脂质含有バイオマスからのメタン生产の効率向上に贡献するだけでなく、高温?高辫贬条件下で使用可能な新规リパーゼとして、产业プロセスへの応用も期待されます。

本成果は、2025年12月24日に国際学術誌 Applied Microbiology and Biotechnology に掲載されました。

図1. 嫌気性消化汚泥の機能的メタプロテオーム解析
(础)嫌気性消化槽サンプルの2顿ゲル电気泳动。银染色により可视化
(叠)リパーゼ検出のためのゲル内活性アッセイ(ザイモグラフィー)

【用语解説】

注1. 嫌気性消化槽:いわゆるメタン発酵リアクターのこと。嫌気性微生物による発酵によって、バイオガスのメタン生産を行う反応槽のこと。

注2. メタゲノミクス:環境や生体試料中に存在する微生物群集のDNAをまとめて解析する手法のこと。

注3. メタプロテオミクス:環境中や生体試料中に存在する微生物群集全体が実際に発現しているタンパク質を網羅的に解析する手法のこと。

注4. 資化:微生物がその物質を利用すること。

【论文情报】

タイトル:Culture-independent discovery of a novel thermotolerant lipase and its producer from mesophilic anaerobic digestion sludge
着者:樱井莉久、福田康弘、多田千佳*
*责任着者:东北大学大学院农学研究科 准教授 多田千佳
掲載誌:Applied Microbiology and Biotechnology, Volume 109, article number 283, 24, December, 2025
顿翱滨:

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问い合わせ先

(研究に関すること)
东北大学大学院农学研究科
准教授 多田千佳
TEL: 0229-84-7395
Email: chika.tada.e1*tohoku.ac.jp(*を@に変換してください。)

(报道に関すること)
东北大学农学研究科
附属复合生态フィールド教育研究センター
総务係
TEL: 0229-84-6711
E-mail: far-syom*grp.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

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