| セルロース1,4-β-セロビオシダーゼ（非還元末端） | |||||||||
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 セロビオヒドロラーゼモノマー、トリコデルマ・リーゼイ | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 3.2.1.91 | ||||||||
| CAS番号 | 37329-65-0 | ||||||||
| データベース | |||||||||
| インテンズ | IntEnzビュー | ||||||||
| ブレンダ | ブレンダエントリー | ||||||||
| エクスパス | NiceZymeビュー | ||||||||
| ケッグ | KEGGエントリー | ||||||||
| メタサイクル | 代謝経路 | ||||||||
| プリアモス | プロフィール | ||||||||
| PDB構造 | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
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セルロース 1,4-β-セロビオシダーゼ( EC 3.2.1.91、エキソセロビオヒドロラーゼ、β-1,4-グルカンセロビオヒドロラーゼ、β-1,4-グルカンセロビオシルヒドロラーゼ、1,4-β-グルカンセロビオシダーゼ、エキソグルカナーゼ、アビセラーゼ、CBH 1、C1 セルラーゼ、セロビオヒドロラーゼ I、セロビオヒドロラーゼ、エキソ-β-1,4-グルカンセロビオヒドロラーゼ、1,4-β- D -グルカンセロビオヒドロラーゼ、セロビオシダーゼ) は、セルロースを有用な化学物質、特にセルロースエタノールに変換する能力があることから興味深い酵素です。
セルロースを燃料として広く利用することを阻む主な技術的障害は、セルロースを低コストで変換する技術が未だ存在しないことである。[1]解決策の一つは、この変換を行うことができる生物の利用である。[1]高濃度のセロビオヒドロラーゼを分泌できるサッカロミセス・セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae）などのそのような生物の開発は既に進められている。 [1]セロビオヒドロラーゼは真菌由来のエキソグルカナーゼである。
系統名は4-β- D-グルカンセロビオヒドロラーゼ（非還元末端）である。[2] [3] [4] [5]
関数
この酵素はセルロースとセロテトラオースの（1→4）-β- D-グルコシド結合の加水分解を触媒し、鎖の非還元末端から セロビオースを遊離させます。
例えば、酵母由来のCBH1は、炭水化物結合部位、リンカー領域、および触媒ドメインで構成されています。[6]セルロース鎖が結合すると、トンネル状の活性部位を通過し、セルロースはセロビオースと呼ばれる2つの糖鎖に分解されます。[6] [7]酵素の構造は最初の図に示されています。2番目の図は酵素の活性を示しており、酵素に結合するセルロースと、この段階の生成物であるセロビオースの両方を示しています。しかし、研究によると、CBH1の活性は生成物であるセロビオースによって非常に強く阻害されることが示唆されています。生成物によってそれほど強く阻害されない酵素を特定すること、または酵素の周囲からセロビオースを除去する方法を見つけることは、バイオ燃料の製造におけるこれらの酵素の利用が直面する多くの課題のほんの一例にすぎません。[8]
上記のステップの後、エタノールを製造するプロセスは以下の通りである：[9] 3. 他の植物材料から糖を分離する。4. 糖溶液を微生物発酵させてアルコールを生成する。5. 蒸留して生成物を精製し、約9％の純粋なアルコールを生成する。6. さらに精製してエタノールの純度を約99.5％にする。
この分野でも注目すべき進歩がいくつかありました。例えば、セルロース分解酵素を自ら産生する酵母株が開発され、これによりセルロース分解と発酵工程を一度に行うことができるようになりました。[10]これは、大規模な産業応用をより実現可能にするという意味において重要な進歩です。
参考文献
- ^ abc イルメン M、デン ハーン R、ブレノバ E、マクブライド J、ウィズウォール E、フレーリッヒ A、コイヴラ A、ヴティライネン SP、シーカ アホ M、ラ グランジュ DC、ソーングレン N、アールグレン S、メロン M、ドゥロー K、ラジガルヒア V、ヴァン ジル WH、ペンティラ M (2011 年 9 月)。 「出芽酵母によるセロビオヒドロラーゼの高レベル分泌」(PDF)。バイオ燃料のためのバイオテクノロジー。4 (1) 30. Bibcode :2011BB....4...30I。土井：10.1186/1754-6834-4-30。PMC 3224389。PMID 21910902。
- ^ Berghem LE, Pettersson LG (1973年8月). 「酵素によるセルロース分解のメカニズム。高度に秩序化されたセルロースに活性なTrichoderma viride由来のセルロース分解酵素の精製」. European Journal of Biochemistry . 37 (1): 21– 30. doi : 10.1111/j.1432-1033.1973.tb02952.x . PMID 4738092.
- ^ Eriksson KE, Pettersson B (1975年2月). 「セルロース分解に用いられる菌類Sporotrichum pulverulentum (Chrysosporium lignorum) の細胞外酵素系．3. エキソ-1,4-β-グルカナーゼの精製および物理化学的特性解析」. European Journal of Biochemistry . 51 (1): 213–8 . doi : 10.1111/j.1432-1033.1975.tb03921.x . PMID 235428.
- ^ Halliwell G, Griffin M, Vincent R (1972年4月). 「セルロース分解系における成分C1の役割」. The Biochemical Journal . 127 (2): 43P. doi :10.1042/bj1270043Pa. PMC 1178673. PMID 5076675 .
- ^ Zverlov VV, Velikodvorskaya GV, Schwarz WH, Bronnenmeier K, Kellermann J, Staudenbauer WL (1998年6月). 「Clostridium thermocellumのセロビオヒドロラーゼCbhAのマルチドメイン構造とセルロソーム局在」. Journal of Bacteriology . 180 (12): 3091–9 . doi :10.1128/JB.180.12.3091-3099.1998. PMC 107808. PMID 9620957 .
- ^ ab 「バイオマスからバイオ燃料および化学物質への変換のためのセルラーゼ酵素」.エネルギーイノベーションポータル. 2012年3月1日閲覧。
- ^ 「代替エネルギー研究のための酵素」シグマアルドリッチ。
- ^ Du F, Wolger E, Wallace L, Liu A, Kaper T, Kelemen B (2010年5月). 「新規セルラーゼ活性アッセイを用いたCBH1、CBH2、EG1の生成物阻害の測定」.応用生化学・バイオテクノロジー. 161 ( 1–8 ): 313–7 . doi :10.1007/s12010-009-8796-4. PMID 19830597. S2CID 36288505.
- ^ Zhu JY, Pan XJ, Wang GS, Gleisner R (2009年4月). 「トウヒとアカマツの強力な酵素糖化のための亜硫酸塩前処理（SPORL）」.バイオリソーステクノロジー. 100 (8): 2411–8 . Bibcode :2009BiTec.100.2411Z. doi :10.1016/j.biortech.2008.10.057. PMID 19119005.
- ^ Galazka, Jonathan M.; Tian, Chaoguang; Beeson, William T.; Martinez, Bruno; Glass, N. Louise; Cate, Jamie HD (2010). 「酵母におけるセロデキストリン輸送によるバイオ燃料生産の向上」 . Science . 330 (6000): 84– 86. Bibcode :2010Sci...330...84G. doi :10.1126/science.1192838. PMID 20829451. S2CID 20444539.
外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学主題標目表（MeSH）におけるセルロース+1,4-β-セロビオシダーゼ+（非還元末端）
