福岡淳教授と小林広和助教の研究グループは、少量の触媒でカニやエビなど甲殻類の殻に含まれる「キチン」を分解して、医薬品や機能性ポリマーの原料になるN-アセチルグルコサミンを高い効率で得られる手法を開発した。キチンはN-アセチルグルコサミンというアミノ酸が多数繋がった高分子であり、カニやエビの殻、そしてキノコなど様々な動植物に含まれている。地球上ではセルロースに次いで大量に存在するバイオマスであるため、医薬品や機能性ポリマーなど様々な有用化学品の原料になる可能性がある。キチンをN-アセチルグルコサミンやその誘導体に変換するためには、大量の塩酸や長時間の酵素反応が必要であるという欠点があった。チキンには、N-アセチルグルコサミンユニット同士を繋ぐ「グリコシド結合」と、ユニット内部にぶらさがっている「アミド結合」の2つの化学結合が含まれているため、グリコシド結合のみを選択的に切ることができればN-アセチルグルコサミンを得ることができる。用いて、250気圧の高圧下でエビやカニなどの甲殻類に含まれる多糖の一種「キチン」が400°C近い高温・高圧水中で分解される様子を観察することに成功しました。キチンを主成分とした細胞壁をもつエノキの細胞の構造が、200°C以上で煮崩れ始め、最終的に400°C近辺で完全に分解される様子を観察することにも成功しました。キチンはセルロースに次いで世界で豊富に存在するバイオマス(>>1とされ、その有効活用が期待されています。高温・高圧の環境である深海の熱水噴出域にもハオリムシやゴエモンコシオリエビなどキチン質からなる深海生物が生息していることが知られています。センターでは本研究で得られたキチンの安定性に関する知見を基に、これら極限環境に生きる深海生物の生態および独自の構造機能を解明し、その工学利用を進めていく予定です。Reports誌に7月7日付け(日本時間)で掲載されました。掲載日:2014年6月9日エビやカニの殻に含まれるキチンは、甲殻類や昆虫など自然界にあふれる生物資源(バイオマス)だが、硬くて分解しにくいため、利用があまり進んでいない。この状況に風穴をあけるような発見が、日本のグループによって成し遂げられた。五十嵐圭日子(きよひこ)准教授と新潟大学農学部の渡邉剛志教授らが世界で初めて成功した。高速で動きながら機能する酵素の姿を捉えたことは、生化学の教科書に載るような基礎的な発見である。鮫島正浩教授らとの共同研究で、6月4日の英オンライン科学誌ネイチャーコミュニケーションズに発表した。研究グループは「キチナーゼを有効に活用すれば、未利用のキチンをバイオマスとして活用できる道が開ける」と期待する。種類の酵素、キチナーゼAとBを使った。このバクテリアと酵素は、新潟大が長年、研究してきた。解析方法も改良して観察した。この顕微鏡は、さまざまな分子を直接観察して、1枚の画像を0.01秒もの速さで撮影でき、分子の動きを刻々と解析できる。無人探査機「ハイパードルフィン」が深海から採取したサツマハオリムシの体の周りの棲管(管状の巣)から調製した結晶性のβキチンを用いた。観察した2種類のキチナーゼがキチンの表面を移動する速度は、キチナーゼAが秒速71nm(ナノメートル、100万分の1mm)、キチナーゼBが秒速47nmだった。キチンを構成している糖分子の長さが1nmであることから判定すると、キチナーゼAは1秒間に71回、キチナーゼBは1秒間に47回も分解していることがわかった。研究グループがこれまでに調べてきた多くのセルロース分解酵素(セルラーゼ)の反応速度が1秒間に10回程度だった結果と比較すると、キチナーゼの分解反応は極めて速いといえる。キチナーゼやセルラーゼの長さは約10nmなので、これを車長が5mの自動車として比べると、動く時速はキチナーゼAが130km、キチナーゼBが85km、セルラーゼは18kmに相当する。セルラーゼ分子はセルロース表面で「渋滞」を起こしてしまうことが知られているが、キチナーゼではそのような現象は観察されず、長い分子のキチンの上を高速で双方向に突っ走りながら、効率よく分解するすごい能力があった。アンテナ異世界アンテナアンテナαまとめサイト図鑑パッとま!2chまとめのまとめアンテナ速報アニポワニアンテナエクストラオカルト・アンテナみんなのアンテナウキウキアンテナ金は命より重いアンテナバンク2chまとめのまとめアンテナ5chまとめのまとめみんなのアンテナ名無しアンテナまとめニュースヤフーアンテナまとめツール2chまとめくすアクセスランキングパーツを表示するにはJavaScriptを有効にして下さい。