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アルギン酸分解菌Cobetia sp. cqz5-12の単離・同定・全ゲノム配列解析
Isolation, identification, and whole genome sequence analysis of the alginate-degrading bacterium Cobetia sp. cqz5-12.
PMID: 32616809 PMCID: PMC7331586. DOI: 10.1038/s41598-020-67921-7.
抄録
アルギン酸分解菌やアルギン酸リアーゼを用いてアルギン酸をオリゴマー化することができる。本研究では、Sargassum fusiforme汚泥を用いて、高いアルギン酸分解活性を有するアルギン酸分解菌をスクリーニングすることに成功した。本菌をアルギン酸ナトリウムを含むプレート上で増殖させたところ、透明リング径（D）は2.2cm、透明リング径とコロニー径（d）の比（D/d）は8.8であった。28℃の温度で150r/minで振盪しながら36h培養したところ、発酵上清の酵素活性は160U/mLに達し、収穫した菌体沈殿物の酵素活性は2,645U/mLであった。この菌株をCobetia sp. cqz5-12と命名した。ゲノムは円形で、サイズは4,209,007bp、GC含有率は62.36%であった。3,498個の予測コーディング遺伝子、72個のtRNA遺伝子、21個のrRNA遺伝子を含む。予測されたコード化遺伝子は3,498個、tRNA遺伝子は72個、rRNA遺伝子は21個であった。炭水化物活性酵素（CAZy）データベースを解析した結果、アルギン酸分解に関連すると考えられる3つのコード化遺伝子、alg2107、alg2108、alg2112を同定した。さらに、タンパク質Alg2107とAlg2112の発現に成功し、アルギン酸リアーゼ活性を示した。
Alginate-degrading bacteria or alginate lyases can be used to oligomerize alginate. In this study, an alginate-degrading bacterium with high alginolytic activity was successfully screened by using Sargassum fusiforme sludge. When the strain was grown on a plate containing sodium alginate, the transparent ring diameter (D) was 2.2 cm and the ratio (D/d) of transparent ring diameter to colony diameter (d) was 8.8. After 36 h in culture at a temperature of 28 °C shaken at 150 r/min, the enzymatic activity of the fermentation supernatant reached 160 U/mL, and the enzymatic activity of the bacterial precipitate harvested was 2,645 U/mL. The strain was named Cobetia sp. cqz5-12. Its genome is circular in shape, 4,209,007 bp in size, with a 62.36% GC content. It contains 3,498 predicted coding genes, 72 tRNA genes, and 21 rRNA genes. The functional annotations for the coding genes demonstrated that there were 181 coding genes in the genome related to carbohydrate transport and metabolism and 699 coding genes with unknown functions. Three putative coding genes, alg2107, alg2108 and alg2112, related to alginate degradation were identified by analyzing the carbohydrate active enzyme (CAZy) database. Moreover, proteins Alg2107 and Alg2112 were successfully expressed and exhibited alginate lyase activity.