海洋性好熱古細菌からの水素エネルギーに応用可能な次世代型ヒドロゲナーゼの研究

• Project/Area Number: 17658095
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Fisheries chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 左子 芳彦 Kyoto University, 農学研究科, 教授 (60153970)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2005: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 好熱菌 / 水素生産 / ヒドロゲナーゼ / 古細菌 / 耐熱性 / 二酸化炭素 / 燃料電池

Research Abstract

(1)小笠原水曜海山の深海熱水孔環境から分離されたAeropyrum caminiを供試菌として、85℃で好気環境下において旋回培養を行い、高い細胞収量が得られる条件を確立した。そのため海水培地の詳細な検討を行なった。本培養条件下で得られた菌体を、フレンチプレスを用いて細胞破砕し、遠心分離後の上清画分を各種カラムクロマトグラフィーを用いてヒドロゲナーゼを精製した。本酵素は85℃において最大活性を示し、また極めて高い耐熱性を有していた。酵素活性は、生産された水素をガスクロマトグラフィーを用いて定量して確認した。
(2)精製した本酵素を交互積層法にて炭素電極に固定化した。密閉バイアルビンにbufferを入れ窒素でバブリング後、本酵素固定化炭素電極にて1.5V印加し、ガスクロマトグラフィーにて水素量を測定した。その結果本酵素固定化電極では、生産された水素量は印加開始から50時間後も増加を続けたことから、本酵素の利用に向けた可能性が明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Structure of a hyperthermophilic archaeal homing endonuclease,I-Tsp061I: contribution of cross-domain polar networks to thermostability. (2007)
  • Author(s): Nakayama H., et. al.
  • Journal Title: J. Mol. Biol. 365 Pages: 362-378
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thermaerobacter litoralis sp.nov., a strictly aerobic and thermophilic bacterium isolated from a coastal hydrothermal field. (2006)
  • Author(s): Tanaka R., et al.
  • Journal Title: Int.J.Syst.Evol.Microbiol. 56 Pages: 1531-1534
• [Journal Article] Thioreductor micantilosi gen.nov., a novel mesophilic, sulfur-reducing chemolithoautotroph within the ε-Proteobacteria isokated from hydrothermal sediments in the Mid-Okinawa Trough (2005)
  • Author(s): Nakagawa et al.
  • Journal Title: Int.J.Syst.Evol.Microbiol. 55 Pages: 599-695
• [Presentation] 微好気性好熱水素細菌Hedrogenimonas thermophila-ヒドロゲナーゼの酸素耐性旗鼓に関する研究 (2008)
  • Author(s): 西村宏・左子芳彦
  • Organizer: 日本水産学会
  • Place of Presentation: 東海大学海洋学部
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Book] 「微生物の利用と制御」-食の安全から環境保全まで-極限環境微生物による地球温暖化への挑戦 (水産学シリーズ155) (2007)
  • Author(s): 西村宏・左子芳彦
  • Total Pages: 143
  • Publisher: 厚生社厚生閣
• [Book] フロンティア(17)新エネルギー開発前線(分担分のタイトル : バイオ水素-バイオプロセスによる水素生産) (2006)
  • Author(s): 吉川進編, (西村宏, 左子芳彦)
  • Total Pages: 219
  • Publisher: (株)化学同人
• [Book] フロンティア(17)新エネルギー開発前線(分担分のタイトル:バイオ水素-バイオプロセスによる水素生産) (2006)
  • Author(s): 吉川進編(西村宏, 左子芳彦)
  • Publisher: (株)化学同人(印刷中)