渡邉 誠也ワタナベ セイヤ

大学院農学研究科 生命機能学専攻
Last Updated :2018/05/25



  •  - 2000年, 北海道大学, 理学研究科, 生物科学専攻(生物学)
  •  - 2003年, 北海道大学, 理学研究科, 生物科学専攻(生物学)


  • 理学博士


  •   2016年04月,  - 現在, 愛媛大学大学院農学研究科, 教授
  •   2010年12月,  - 2016年03月, 愛媛大学農学部, 准教授
  •   2010年05月,  - 2010年11月, 京都大学大学大学院農学研究科, 研究員
  •   2007年10月,  - 2010年04月, 京都大学大学エネルギー理工学研究所, 特任助教
  •   2005年04月,  - 2007年09月, 京都大学大学院工学研究科, 研究員
  •   2003年04月,  - 2005年03月, 京都大学国際融合創造センター, 研究員


  • 日本農芸化学会
  • 日本生物工学会
  • 日本生化学会




  • Production of gamma-aminobutyric acid in mules barley bran
    Yasuo Watanabe, Eriko Torii, Seiya Watanabe, Kousaku Maeda, Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi, 59, (6) 291 - 294,   2012年10月05日, We investigated the production of γ-aminobutyric acid (GABA) in bran obtained from the polishing of mules barley or mochi barley grains. This bran had high GABA production capability in glutamic acid solution in the absence of pyridoyxal phosphate. This might be because there is a high ratio of holo-type to apo-type glutamate decarboxylase in the bran from mules barley and mochi barley.
  • 六条大麦ヌカを用いたγ-アミノ酪酸の高生産の要因
    渡部 保夫, 鳥居 枝里子, 渡辺 誠也, 前田 耕作, 日本食品科学工学会誌 : Nippon shokuhin kagaku kogaku kaishi = Journal of the Japanese Society for Food Science and Technology, 59, (6) 291 - 294,   2012年06月15日, 各種麦類のヌカを用いて(PLP無添加で)GABA生産能を測定したところ,裸麦やもち麦を含む六条大麦に由来するヌカに高いGABA生産性を確認した.理由として,それらのヌカに含まれるGABA生産酵素(グルタミン酸脱炭酸酵素)のホロ酵素の割合が小麦や二条大麦に比べて高いことにあると推察された.これらはGABAの機能性を付与した食品を製造開発するために,利用可能な成果である.
  • 酒造酵母による究極的バイオ燃料生産
    渡辺 誠也, 研究助成金受給者研究報告集, 30,   2011年
  • 真核微生物によるペクチン成分の代謝経路解明
    渡辺 誠也, バイオサイエンスとインダストリー = Bioscience & industry, 69, (4) 294 - 298,   2011年07月01日
  • Construction of a Novel Strictly NADPH-Dependent Pichia stipitis Xylose reductase by site-directed mutagenesis for effective bioethanol production
    Sadat Mohammad Rezq Khattab, Sadat Mohammad Rezq Khattab, Seiya Watanabe, Masayuki Saimura, Magdi Mohamed Afifi, Abdel Nasser Ahmad Zohri, Usama Mohamed Abdul-Raouf, Tsutomu Kodaki, Green Energy and Technology, 66,   2011年12月01日, Xylose reductase (XR) is one of the key enzymes for bio-ethanol production from lignocellulosic biomass. Intercellular redox imbalance, caused by different coenzyme specificity of XR and Xylitol dehydrogenase (XDH), has been thought to be one of the main factors of xylitol excretion. We previously succeeded by protein engineering to improve the ethanol production by reverse the XDH dependence from NAD+ to NADP+. In this study, we employed protein engineering to construct a novel strictly NADPH dependent XR from Pichia stipitis by site directed mutagenesis, in order to effective recycling of cofactor between XR and XDH, which subsequently reduce xylitol accumulation. Double mutant E223G/S271A showed strictly NADPH dependent with 90% of wild-type activity. © Springer 2011.
  • タンパク質工学を用いたキシロース発酵性サッカロミセス酵母の育種
    渡辺 誠也, 日本醸造協会誌 = Journal of the Brewing Society of Japan, 104, (7) 510 - 515,   2009年07月15日, 農業残渣や間伐材等の非食用バイオマスからのエタノール生産にとって,その未利用の主要成分であるキシロースを発酵する酵母の育種は大きな課題の一つであり,近年,サッカロミセス属酵母へのキシロース発酵能の賦与が検討されてきた。ここではそのタンパク質工学的な育種戦略について,酵母によるキシロース発酵のキー酵素であるキシリトール脱水素酵素の補酵素特異性改変に関する著者らの研究を中心に解説していただいた。このような研究を通して酵母育種のタンパク質工学的アプローチが他の発酵分野にも進展することが期待される。
  • 改変型キシロース代謝遺伝子導入酵母によるエタノール生産
    松鹿昭則, 渡邉誠也, 小瀧努, 牧野圭祐, 井上宏之, 村上克治, 澤山茂樹, 日本農芸化学会大会講演要旨集, 2008,   2008年03月05日
  • 木質系バイオマスからのエタノール生産のための微生物育種戦略(レーダー)
    渡辺 誠也, 化学と教育, 56, (12) 612 - 613,   2008年12月20日
  • Novel evolutional relationship in sugar metabolic pathways of microorganisms
    Seiya Watanabe, Seiya Watanabe, Seiya Watanabe, Keisuke Makino, Keisuke Makino, Keisuke Makino, Keisuke Makino, Seikagaku, 79,   2007年12月01日
  • 改変型酵素を導入した酵母によるキシロースからのエタノール生産
    松鹿昭則, 渡邉誠也, 小瀧努, 牧野圭祐, 井上宏之, 村上克治, 澤山茂樹, 日本生物工学会大会講演要旨集, 59th,   2007年08月02日
  • 微生物の糖代謝経路に見られる新規な進化学的関係
    渡邉誠也, 牧野圭祐, 生化学, 79, (11) 1059 - 1064,   2007年11月25日
  • タンパク質工学によるキシロース発酵酵母作出の新戦略
    渡辺 誠也, 牧野 圭祐, バイオサイエンスとインダストリー = Bioscience & industry, 65, (12) 600 - 602,   2007年12月01日
  • 新規L‐アラビノース代謝経路に関与するL‐2‐keto‐3‐deoxyarabonate脱水酵素のX線構造解析
    嶋田直子, 三上文三, 渡邉誠也, 小瀧努, 牧野圭祐, 日本結晶学会年会講演要旨集, 2007,   2007年
  • 酵素機能変換によるキシロースからのバイオエタノール高効率生産
    小瀧努, 渡邉誠也, AHMED Abu Saleh, PACK Seung Pil, ANNALURU Narayana, 牧野圭祐, 生化学,   2007年
  • 五炭糖代謝に関わる酵素のタンパク質工学による機能改変
    依田香子, 渡邉誠也, 小瀧努, 牧野圭祐, 日本化学会講演予稿集, 86th,   2006年03月13日
  • Construction of various mutants of xylose metabolizing enzymes for efficient conversion of biomass to ethanol.
    Ahmed Abu Saleh, Seiya Watanabe, Narayana Annaluru, Tsutomu Kodaki, Keisuke Makino, Nucleic Acids Symposium Series, 50,   2006年12月01日, We applied protein engineering to construct an efficient biomass-ethanol conversion system using Saccharomyces cerevisiae. Intercellular redox imbalance caused by the different coenzyme specificity of xylose reductase (XR) and xylitol dehydrogenase (XDH) has been thought to be one of the main factors of xylitol excretion. Introduction of NADH-dependant XR generated in this study reduced the xylitol excretion probably because of maintaining the intercellular redox balance. Ethanol fermentation was measured in batch culture under anaerobic conditions. The best strain R276H produced a maximum of 5.94 g/l ethanol with yield of 0.43 g/g from 5 g glucose/l plus 15 g xylose/l.
  • Site-directed mutagenesis of a yeast gene for improvement of enzyme thermostability.
    Narayana Annaluru, Seiya Watanabe, Ahmed Abu Saleh, Tsutomu Kodaki, Keisuke Makino, Nucleic Acids Symposium Series, 50,   2006年12月01日, Enzyme stability is one of the critical factors to construct an efficient biological conversion system. Xylitol dehydrogenase (XDH) from Pichia stipitis is one of the key enzymes for bio-ethanol fermentation system from xylose. Previously, we tried to improve thermostability of XDH by introduction of structural zinc into the enzyme and successfully obtained a mutant, named C4 mutant, with an increased unfolding temperature (J. Biol. Chem., 280:10340-10349, 2005). We focused on further improvement of the thermostability of XDH in this study and employed subsequent site directed mutagenesis in structural zinc binding region for stabilizing the structural zinc binding loop. Two variants (C4/F98R and C4/E101F) showed higher thermostability than C4 mutant judged by thermal inactivation of enzyme activity and thermal transition temperature.
  • L-Arabinose 1-dehydrogenase: A novel enzyme involving in bacterial L-arabinose metabolism.
    Seiya Watanabe, Tsutomu Kodaki, Keisuke Makino, Nucleic Acids Symposium Series, 49, (1) 309 - 310,   2005年12月01日, Azospirillum brasiliense converts L-arabinose to alpha-ketoglutarate via five hypothetical enzymatic steps. We purified and characterized L-arabinose 1-dehydrogenase (EC catalyzing conversion of L-arabinose to L-arabino-gamma-lactone as an enzyme involved in the first step of this L-arabinose metabolic pathway. The purified enzyme was preferred NADP+ to NAD+ as a coenzyme. Kinetic analysis revealed that the enzyme had a high catalytic efficiency for both L-arabinose and D-galactose and that the L-arabinose-specific configuration at C3 and C4 is important for a preference of the substrate sugar. The N-terminal and internal amino acid sequences had some similarity to glucose-fructose oxidoreductase, D-xylose 1-dehydrogenase and D-galactose 1-dehydrogenases.
  • Differential transcriptional regulation of two distinct S-adenosylmethionine synthetase genes (SAM1 and SAM2) of Saccharomyces cerevisiae.
    Tsutomu Kodaki, Shinji Tsuji, Naoko Otani, Daihei Yamamoto, Kota Sreenivasa Rao, Seiya Watanabe, Masahiro Tsukatsune, Keisuke Makino, Nucleic Acids Resarch Supplement, 3,   2003年01月01日, Expression of a number of genes encoding enzymes involved in phospholipid biosynthesis in yeast Saccharomyces cerevisiae is known to be repressed on the addition of myo-inositol and choline to the culture medium (inositol-choline regulation). All genes subject to this inositol-choline regulation have an octamer sequence 5'-CATRTGAA-3' in their upstream regions and those octamer sequences play an important role in this regulation. To confirm the role of the octamer sequence further, we studied the transcriptional regulation of two distinct S-adenosylmethionine synthetase genes (SAM1 and SAM2) of S. cerevisiae. Quantitative RT-PCR analysis showed that only the SAM2 gene was subject to the inositol-choline regulation, consistent with the fact that only the SAM2 gene has two octamer sequences in its upstream region. Furthermore, functional promoter analysis revealed that the proximal octamer sequence of the SAM2 gene has an essential role for this regulation.



  • 琵琶湖産水草を原料としたバイオエタノールの生産実証プロセスの 開発
      2009年 - 2009年
  • 代謝工学的手法による木質バイオマス由来五炭糖発酵酵母の育種
      2008年 - 2008年
  • ワンバッチ式バイオエタノール製造技術の研究開発
      2008年 - 2008年
  • 五炭糖・六炭糖同時発酵酵母を用いたバイオマス–エタノール 高効率変換技術の開発
      2006年 - 2006年
  • 新規糖代謝経路解明に基づくバイオマス–エタノール高効率変換 システムの開発
      2006年 - 2006年
  • ワンバッチ式バイオエタノール製造技術の研究開発
      2006年 - 2006年
  • ワンバッチ式バイオエタノール製造技術の研究開発
      2007年 - 2007年
  • 微生物代謝系を用いたバイオマス-エタノール変換のための遺伝子 組み換え・タンパク質工学的研究
      2005年 - 2005年


  • 細菌由来の新規L-ヒドロキシプロリン代謝酵素の解析
    文部科学省, 科学研究費補助金(基盤研究(C)), 渡邉 誠也, 研究項目ごとに記載する。①D-ヒドロキシプロリン脱水素酵素(D-HypDH)の触媒メカニズムの解明:本年度の目標であった分子量の異なる3つのサブユニットを個別に大腸菌で発現させる系を構築した。また、3つを共発現させた結果D-HypDH活性をTween-20を添加した可溶性画分に検出でき、活性型組み換え酵素を得られる目途がついた。②Pyr4H2C脱アミノ化酵素の新たな触媒メカニズムの解明:本年度は、阻害剤ピルビン酸を水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)存在下で反応させ安定な共有結合中間体を形成させ、質量分析で推定活性残基であるリシン修飾の有無を解析することを目標とし、これに成功した。③細菌の3-ヒドロキシプロリン(T3LHyp)代謝経路の解明:当初予定になかった項目だが、①の項目を実施中にこれまで報告例のないT3LHypを資化できる細菌を発見した。T3LHypで生育させた細菌の無細胞抽出液中に2つの酵素活性、T3LHyp脱水酵素とΔ1-ピロリン-2-カルボン酸還元酵素、の誘導が確認された。バイオインフォマテックスの手法を駆使し、これら酵素をコードする遺伝子候補LhpH及びLhpIの選抜を行い、組み換え酵素の性質及び遺伝子破壊株の表現型を解析することで、代謝経路の同定に初めて成功した。④機能未知遺伝子のアノテーション:本年度着目したPA1252遺伝子が、上記Δ1-ピロリン-2-カルボン酸還元酵素を有することが分かった。しかし本遺伝子はT3LHypでは誘導されなかった。酵素学的性質を見ると、4-ヒドロキシプロリンの異性体であるシス-4-ヒドロキシ-L-プロリンの代謝に関わっている可能性が示唆された。
  • 代謝工学的手法による木質系バイオマス由来六炭糖・五炭糖同時発酵性酵母の育種
    文部科学省, 科学研究費補助金(若手研究(B)), 渡邉 誠也, 木質バイオマスに含まれる五炭糖キシロースをサッカロミセス酵母に効率的に発酵させるために、細胞外の糖の取り込みとセンシング機構に注目した。ピキア酵母の推定糖輸送体遺伝子の網羅的解析から、六炭糖・五炭糖輸送能を有する遺伝子の同定に成功した。スクリーニングにより得られた有用野性株を宿主として、ピキア酵母五炭糖輸送体やサッカロミセス酵母糖センサー遺伝子の構成的な発現のキシロース発酵に与える影響を解析した。また、遺伝子組み換え酵母による木質バイオマスからのエタノール実証生産試験を行った。
  • 酵母を用いたL-アラビノースからエタノールへの高効率変換系の確立
    文部科学省, 科学研究費補助金(若手研究(B)), 渡邉 誠也, 木質系バイオマスに含まれる五炭糖であるL-アラビノースのサッカロミセス酵母によるエタノール発酵を目指して、窒素固定細菌の一種から既知のものとは全く異なるL-アラビノース代謝経路の生化学的・分子生物学的・構造生物学的解析を行った。また、リグノセルロースバイオマス成分の1つであるL-ラムノースにおいても、本経路と類似の新規経路が酵母および細菌の一部に存在することを初めて発見した。

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