基本情報

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竹原 宗範

TAKEHARA Munenori


職名

助教

研究分野・キーワード

応用微生物学、遺伝子工学、生物工学

メールアドレス

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ホームページ

http://www.mat.usp.ac.jp/environ-materials/index_j.html

プロフィール

研究課題(研究概要)
 生物活性ポリペプチド、とくに微生物が生産するアミノ酸ホモポリマーの生合成機構を、遺伝子レベルで解明し、この機能性の生分解性バイオポリマーを効率的に生産する基礎を築く。
 また、環境負荷物質と見なされているポリエチレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステルを加水分解する微生物を探索し、 これらが生産する酵素の性質を明らかにし、さらに遺伝子改変により高活性の分解酵素を獲得する。
 微生物ポリマーや酵素の生産は、これを指令する遺伝子に支配されるのだから、その遺伝子の解析を行い、制御系を解明することで、生成物の性能や生産量の向上のための根本的な検討法を確立する。
研究業績等(概要)
(1)塩基性アミノ酸ポリマーε-ポリリジンの微生物生産
 塩基性アミノ酸L-リジンを構成単位とするε-ポリリジンを培養液中に著量、分泌生産する放線菌を関西各地の土壌より多数見出した。これらε-ポリリジンはそれぞれ固有の重合度を有し、また抗菌活性や凝集活性を示すことを明らかにした。
(2)芳香族カルボン酸エステルの加水分解酵素の性質の検討
 ポリエチレンテレフタレートの構成成分であるテレフタル酸ジエチルを資化する酵素を生産する土壌細菌を見出した。誘導的に発現させ、分離・精製したこの酵素は、種々の芳香族カルボン酸エステルを加水分解するセリン酵素の一種であることがわかった。
(3)核酸の代謝酵素群とそれらの発現調節機構に関する研究
 遺伝子の構成成分である核酸の代謝に関与する酵素群は、抗ヒト免疫不全ウイルス剤などの医薬品の合成にも利用されている。 土壌より分離した細菌において、これら一連の酵素の遺伝情報発現は、ユニークな制御を受けていることを明らかにした。
(4)多糖分解酵素とその遺伝子に関する研究
 未利用天然資源であるキシラン(多糖類)の分解物はアルコールや食品添加物などの原料となる。この多糖を効率的に加水分解する酵素の遺伝情報が、染色体DNA上に複数個タンデムに存在することを好熱嫌気性細菌で初めて見出した。

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 滋賀県立大学  工学部  材料科学科  助教   2007年04月  - 現在

  • 滋賀県立大学  工学部  材料科学科  助手   1995年04月  - 2007年03月

所属学会 【 表示 / 非表示

  • 日本放線菌学会  

  • アメリカ化学会  

  • 日本化学会  

  • 高分子学会  

  • 日本農芸化学会  

研究分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • 応用微生物学

 

研究テーマ 【 表示 / 非表示

  • 微生物および微生物酵素による機能性ポリアミノ酸の合成

    ポリアミノ酸

  • 微生物酵素によるエステル化合物の分解

    エステラーゼ

論文 【 表示 / 非表示

  • Isolation and spectral characterization of thermally generated multi-Z-isomers of lycopene and the theoretically preferred pathway to di-Z-isomers

    Masaki Honda, Tatsuya Kudo, Takahiro Kuwa, Takuma Higashiura, Tetsuya Fukaya, Yoshinori Inoue, Chitoshi Kitamura, and Munenori Takehara

     Biocience, Biotechnology, and Biochemistry  81 (2)   365  - 371  2017年01月

    10.1080/09168451.2016.1249454  共著  共同(主担当)

    [概要]

    Lycopene has a large number of geometric isomers caused by E/Z isomerization at arbitrary sites within the eleven conjugated double bonds, offering varying characteristics related to features such as antioxidant capacity and bioavailability. However, the geometric structures of only a few lycopene Z-isomers have been thoroughly identified from natural sources. In this study, seven multi-Z-isomers of lycopene, (9Z,13′Z)-, (5Z,13Z,9′Z)-, (9Z,9′Z)-, (5Z,13′Z)-, (5Z,9′Z)-, (5Z,9Z,5′Z)-, and (5Z,9Z)-lycopene, were obtained from tomato samples by thermal isomerization, and then isolated by elaborate chromatography, and fully assigned using proton nuclear magnetic resonance. Moreover, the theoretically preferred pathway from (all-E)-lycopene to di-Z-isomers was examined with a computational approach using a Gaussian program. Fine-tuning of the HPLC separation conditions led to the discovery of novel multi-Z-isomers, and whose formation was supported by advanced theoretical calculations.

  • Inhibitory action of linoleamide and oleamide toward sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase

    Sachiko Yamamoto, Munenori Takehara, and Makoto Ushimaru

    Elsevier  Biochimica et Biophysica Acta  1861 (1)   3399  - 3405  2017年01月

    10.1016/ j.bbagen.2016.09.001  共著  共同(副担当)

    [概要]

    Three major SERCA isoforms, rSERCA1a, hSERCA2b, and hSERCA3a, were individually overexpressed in COS-1 cells, and the inhibitory action of PFAAs on Ca2+-ATPase activity of SERCA was examined. The Ca2+-ATPase activity of each SERCA was inhibited in a concentration-dependent manner strongly by linoleamide (IC50 15–53 μM) and partially by oleamide (IC50 8.3–34 μM). Inhibition by other PFAAs, such as stearamide (18:0) and elaidamide (18:19-trans), was hardly or slightly observed. Linoleamide decreased apparent affinity for Ca2+ and maximum velocity of Ca2+-ATPase activity of all SERCA tested with increase in amide dose. Oleamide also lowered these values of hSERCA3a. Meanwhile, oleamide uniquely reduced the apparent Ca2+ affinity of rSERCA1a and hSERCA2b: the reduction was considerably attenuated above certain concentrations of oleamide. The dissociation constants for SERCA interaction varied from 6 to 45 μM in linoleamide and from 1 to 56 μM in oleamide depending on the isoform.

  • Vegetable oil-mediated thermal isomerization of (all-E)-lycopene: facile and efficient production of Z-isomers

    Masaki Honda, Ikumi Horiuchi, Hayato Hiramatsu, Yoshinori Inoue, Chitoshi Kitamura, Tetsuya Fukaya, and Munenori Takehara

     European Journal of Lipid Science and Technology  118 (10)   1588  - 1592  2016年10月

    共著  共同(主担当)

    [概要]

    Thermal isomerization of (all-E)-lycopene to the corresponding Z-isomers was investigated in edible vegetable oils; perilla, linseed, grape seed, soybean, corn, sesame, rapeseed, rice bran, safflower seed, olive, and sunflower seed oil. Purified (all-E)-lycopene from tomato oleoresin was converted to Z-isomers in the range of 44.8 to 58.8% content, and the remaining ratio of total amount of lycopene isomers without decomposition were ranged from 38.8 to 79.6% after heating at 100 °C for 1 hour in the vegetable oils. Both values were exceedingly high in sesame oil; 58.8% of total Z-isomers content and 78.3% of remaining lycopene. In particular, (5Z)-lycopene, which has higher bioavailability and antioxidant capacity as well as greater storage stability among the Z-isomers, was notably increased in that oil; approximately threefold higher than the average of the other vegetable oils.

  • Identification of novel inhibitors of human SPCA2

    Sachiko Yamamoto, Munenori Takehara, Yoshiki Kabashima, Toshiyuki Fukutomi, and Makoto Ushimaru

    Elsevier  Biochemical and Biophysical Research Communications  477 (2)   266  - 270  2016年08月

    10.1016/j.bbrc.2016.06.055  共著  共同(副担当)

    [概要]

    To identify specific inhibitors of the human secretary pathway Ca2+-ATPase 2 (hSPCA2), a recombinant hSPCA2 was expressed in Saccharomyces cerevisiae, and purified by Co2+-chelating chromatography. The isolated hSPCA2 catalyzed ATP hydrolysis in the presence of Ca2+ ions. The Ca2+ dissociation constant for ATPase activation was 25 nM. hSPCA2 activity was inhibited by thapsigargin, 2,20-methylenebis(6-tertbutyl-p-cresol), and 4-octylphenol in the low-micromolar concentration range. Unexpectedly, the organic solvent wash from standard laboratory polypropylene microtubes showed strong inhibitory potency toward hSPCA2 activity. The extract was found to comprise mainly primary fatty acid amides (PFAAs) by NMR analysis. Individual PFAAs, especially oleamide and linoleamide, almost completely inhibited hSPCA2 activity with IC50 values of 7.5 μM and 3.8 μM, respectively.

  • 1,4-Dihydroxy-2,3-dinitro-9,10-anthraquinone

    Wataru Furukawa, Munenori Takehara, Yoshinori Inoue, and Chitoshi Kitamura

     IUCrDATA  1 (6)   x160906  -   2016年06月

    共著  共同(副担当)

    [概要]

    In the title compound, C14 H6 N2 O8 , the anthraquinone unit is essentially planar [maximum deviation = 0.0645 (10) Å ], and there are two intramolecular O—H⋯ O hydrogen bonds forming S (6) motifs. The planes of the two nitro substituents make dihedral angles of 54.77 (8) and 55.60 (3)° with the anthraquinone ring system. In the crystal, molecules are linked by short intermolecular O⋯ O contacts, leading to a three-dimensional network structure

  • 4-(3-Bromo­prop­yl­oxy)-1-hy­dr­oxy-9,10-anthra­quinone

    Natsumi Ohira, Munenori Takehara, Yoshinori Inoue, and Chitoshi Kitamura

     IUCrDATA  1 (5)   x160753  -   2016年05月

    共著  共同(副担当)

    [概要]

    In the mol­ecule of the title compound, C17H13BrO4, the anthra­quinone ring system is slightly bent, with a dihedral angle of 169.99 (7)° between the planes of the two benzene rings. The side chain (O—C—C—C—Br) has a gauche–gauche conformation, as indicated by the O—C—C—C and C—C—C—Br torsion angles of −66.9 (2) and −65.8 (2)°, respectively. In addition, there is an intra­molecular O—H⋯O hydrogen bond enclosing an S(6) ring motif. The hydrogen-bond donor is bifurcated; in the crystal, a pair of O—H⋯O hydrogen bonds connects two mol­ecules, forming an inversion dimer with an R22(12) ring motif.

  • Isolation and characterization of (15Z)-lycopene thermally generated from a natural source

    Munenori Takehara, Takahiro Kuwa, Yoshinori Inoue, Chitoshi Kitamura, and Masaki Honda

    Elsevier  Biochemical and Biophysical Research Communications  467 (1)   58  - 62  2015年11月

    10.1016/j.bbrc.2015.09.122  共著  共同(主担当)

    [概要]

    (15Z)-Lycopene was prepared by thermal isomerization of (all-E)-lycopene derived from tomatoes, and isolated by using a series of chromatographies. The fine red crystalline powder of (15Z)-lycopene was obtained from 556 mg of (all-E)-lycopene with a yield of 0.6 mg (purity: reversed-phase HPLC, 97.2%; normal-phase HPLC, ≥99.9%), and 1H and 13C NMR spectra of the isomer were fully assigned. More refined computational analyses that considered differences in the energy levels of the conformers involved in isomerization have also determined the stabilities of (15Z)-lycopene and other geometric isomers, along with the activation energies during isomerization from the all-E form. The fine control of conditions for HPLC separation and an advanced theoretical insight into geometric isomerization have led to the discovery of the 15Z-isomer generated from a natural source.

  • Enhanced E/Z isomerization of (all-E)-lycopene by employing iron(III) chloride as a catalyst

    Masaki Honda, Takahiro Kawana, Munenori Takehara, and Yoshinori Inoue

     Journal of Food Science  80 (7)   C1453  - C1459  2015年07月

    共著  共同(副担当)

    [概要]

    Catalytic isomerization of (all-E)-lycopene to Z-isomers using iron(III) chloride was investigated and optimized under various conditions of solvents, concentrations of iron(III) chloride, and reaction temperatures. The total contents of Z-isomers converted were higher in the order of CH2Cl2 (78.4%) > benzene (61.4%) > acetone (51.5%) > ethyl acetate (50.8%) at 20 °C for 3 h using 1.0 × 10−3 mg/mL iron(III) chloride for 0.1 mg/mL (all-E)-lycopene. However, the decomposition of lycopene was markedly accelerated in CH2Cl2: the remaining lycopene after the reaction for 3 h and 12 h was only 79.4% and 47.5%, respectively. As the concentration of catalyst increased in acetone, the Z-isomerization ratio of lycopene increased to more than 80%, followed by rapid degradation of lycopene to undetectable levels using > 4.0 × 10−3 mg/mL iron(III) chloride with the above concentration of (all-E)-lycopene. Finally, greater isomerization (79.9%) was attained at 60 °C in acetone for 3 h in the presence of 1.0 × 10−3 mg/mL iron(III) chloride, largely without decomposition of lycopene (remaining ratio of total amount of lycopene isomers after the reaction, 96.5%).

  • Crystal structure of 1,4-diethoxy-9,10-anthraquinone

    Kitamura, C., Li, S., Takehara, M., Inoue, Y., Ono, K., and Kawase, T.

     Acta Crystallographica Section E  71   o504  -   2015年07月

    共著  共同(副担当)

  • Solid-state optical properties and crystal structures of 1,4-dipropoxy-9,10-anthraquinone polymorphs

    Kitamura, C., Li, S., Takehara, M., Inoue, Y., Ono, K., Kawase, T., and Fujimoto, K.J.

     Bulletin of the Chemical Society of Japan  88 (5)   713  - 715  2015年05月

    共著  共同(副担当)

    [概要]

    Recrystallization of 1,4-dipropoxy-9,10-anthraquinone from hexane solution afforded two polymorphs: red prisms and yellow needles. X-ray crystallographic analyses revealed that the molecular arrangement was an anti-parallel orientation for red solids and a slipped-parallel orientation for yellow solids. The difference in solid-state color was analyzed by TD-DFT calculations of their multimers.

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著書 【 表示 / 非表示

  • ゲノム微生物学

    井沢真吾, 井上善晴, 木村光, 竹原宗範, 他12名

    シュプリンガー・フェアラーク東京  241p  1999年09月

    単行本(学術書)  共著

総説・解説記事 【 表示 / 非表示

  • Occurrence and Production of Poly-Epsilon-L-Lysine in Microorganisms

    Munenori Takehara and Hideo Hirohara

    Springer-Verlag  Microbiology Monographs  15   1  - 22  2010年07月

    10.1007/978-3-642-12453-2_1  共著  共同(主担当)

  • Biosynthesis of nearly monodispersed poly(epsioln-L-lysine) in Streptomyces species

    Saimura M, Takehara M, Mizukami S, Kataoka K, Hirohara H

    Springer  Biotechnology Letters  30 (3)   377  - 385  2008年03月

     共著  共同(副担当)

会議での講演 【 表示 / 非表示

  • 藻類が産生するエストロゲン活性物質の分離方法と安定性に関する検討

    第51回日本水環境学会年会  2017年03月

  • 抗真菌性を示す塩基性ポリアミノ酸の生産とキャラクタリゼーション

    日本化学会第97春季年会(2017)  2017年03月

  • 芳香族カルボン酸エステラーゼEstACの反応機構および基質結合部位の解析

    日本化学会第97春季年会(2017)  2017年03月

  • 芳香族カルボン酸エステルを加水分解するアルカリ性エステラーゼの反応速度論と反応機構解析

    日本化学会第96春季年会(2016)  2016年03月

  • 広い抗菌スペクトルを示す細菌由来の塩基性, ポリアミノ酸の分子構造

    日本化学会第96春季年会(2016)  2016年03月

  • 可溶性2-ブロモテトラセン誘導体の合成と性質

    日本化学会第96春季年会(2016)  2016年03月

  • アルコキシ基を有するアントラキノン/アントラセン二量体の合成と性質

    日本化学会第96春季年会(2016)  2016年03月

  • 藻類が繁茂する環境水および培養藻類のエストロゲン活性物質の特徴

    第50回日本水環境学会年会  2016年03月

  • 芳香族カルボン酸エステラーゼEstACのキャラクタリゼーションとホモロジーモデリングによる三次元構造予測

    日本化学会第95春季年会(2015)  2015年03月

  • 緑藻または藍藻を含む環境水のエストロゲン活性物質の構造解析

    第49回日本水環境学会年会  2015年03月

研究シーズ 【 表示 / 非表示

  • 生分解性の多機能性ポリマーの微生物による生産および環境負荷物質の微生物酵素による分解に関する研究

 
 

学部講義等担当 【 表示 / 非表示

  • 分析・環境化学実験

大学院講義担当 【 表示 / 非表示

  • 酵素化学