超好熱性アーキアのチアミン生合成における硫黄転移機構の解明と水素生産への応用
| Project/Area Number |
25850058
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Field |
Applied microbiology
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
秀瀬 涼太 関西学院大学, 理工学研究科, 博士研究員 (90610866)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2014-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2013)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 超好熱性アーキア / システインデスルフラーゼ / 鉄硫黄クラスター / 含硫補因子 / 元素硫黄 / 環境適応 / 生物進化 / 硫黄転移系 |
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| Research Abstract |
超好熱性アーキアの含硫補因子を生成する硫黄転移機構は不明である。システインデスルフラーゼ（CSD）はL-システインからL-アラニンと硫黄を生成する反応を触媒し、バクテリアやユーカリアにおける硫黄転移に必須な酵素である。興味深いことに、進化系統樹の根に近い超好熱性アーキアの多くはCSD遺伝子ホモログを有していない。一方、Thermococcus kodakarensisは超好熱性アーキアのなかでは珍しくCSDホモログを有している。本研究では、生命起源に近い生物であるT. kodakarensisのCSDに着目し、超好熱性アーキアの硫黄転移の分子基盤を解明することを目的としている。T. kodakarensisは元素硫黄を最終電子受容体として呼吸を行う絶対嫌気性アーキアであるが、元素硫黄が存在しない環境でも糖（またはピルビン酸）を代謝しプロトンを電子受容体として水素発生型呼吸を行うことで生育できる。csd遺伝子を破壊したDCD株を構築し、培地中の元素硫黄の有無での生育を野生株と比較した。その結果、元素硫黄含有培地（+S0培地）では両株の生育に違いは見られなかった一方で、元素硫黄非含有ピルビン酸含有培地（-S0+ピルビン酸培地）では、DCD株は生育しなかった。さらに、-S0+ピルビン酸培地に元素硫黄を加えて生育を比較すると、元素硫黄含量の増加に応じてDCD株は野生株と同等の生育を示した。生化学的な解析により、-S0+ピルビン酸培地におけるT. kodakarensisの生育不能は鉄硫黄クラスター（Fe-S）生合成能の欠損によるものであった。CSDの獲得によって元素硫黄の存在しない環境でのFe-S生合成能を獲得できた結果、元素硫黄の存在しない環境で本菌の生育が可能となったと考えられた。
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Report
(1 results)
Research Products
(20 results)
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[Journal Article] Identification of a novel aminopropyltransferase involved in the synthesis of branched-chain polyamines in hyperthermophiles2014
Author(s)
Kazuma Okada, Ryota Hidese, Wakao Fukuda, Masaru Niitsu, Koichi Takao, Yuhei Horai, Naoki Umezawa, Tsunehiko Higuchi, Tairo Oshima, Tadayuki Imanaka, Shinsuke Fujiwara
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Journal Title
Journal of Bacteriology
Volume: 印刷中
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