白色腐朽菌の菌体外水酸化ラジカル生成物質の単離と木材腐朽への関与

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07806045
• Research Institution: KINKI UNIVERSITY
• Principal Investigator: 田中 裕美 近畿大学, 農学部, 助教授 (30140338)
• Keywords: 白色腐朽菌 / 水酸化ラジカル / 一電子酸化 / 木材腐朽 / リグニン分解菌 / 2価鉄 / 3価鉄 / 還元

Research Abstract

白色腐朽菌Phanerochaete chrysosporium (PHC)を木粉添加培地とグルコース培地で培養し、2-keto-4-thiomethylbutyric acid (KTBA)からのエチレン生成量測定による一電子酸化活性と、生成した水酸化ラジカル量をジメチルスルホキシドを添加することによって測定した。またPHCを木粉添加培地とグルコース培地で所定期間培養し、菌体外分泌物を抽出・濃縮後、アセトン沈殿を行った。その後セファデックスG-50によってゲルろ過し、UV吸収と一電子酸化活性の測定によって大・中・小分子量分画の3つに分けた。大・中分子量分画についてフェノールオキシダーゼ活性をもつ数種の酵素活性を測定した。さらに褐色腐朽菌の水酸化ラジカル生成物質に対するポリクローナル抗体を用いた免疫染色によって、木材細胞の内腔に存在する菌糸から、この物質が2次壁へと浸透していくことを明らかにした。以上の結果と木材分解実験の結果から、木材の分解には種々の分解酵素とともに、水酸化ラジカルを生成する低分子物質が大きく関与していることが明らかとなった。そこで他の白色腐朽菌について検討するために、Coriolus versicolor (COV)、Irpex lacteus、Pycnoporus coccineusを用いてKTBAからのエチレン生成量と水酸化ラジカル量を測定した。またCOVを木粉添加培地とグルコース培地で所定期間培養し、菌体外分泌物を抽出・濃縮後、アセトン沈殿を行った。その後セファデックスG-50によってゲルろ過し、UV吸収と一電子酸化活性の測定によって、大・中・小分子量分画の3つに分け、酵素活性や一電子酸化活性を測定した。その結果、COVでもPHCと同様に、木材分解には低分子の水酸化ラジカル生成物質が関与していると考えられたが、フェノールオキシダーゼ活性をもつ酵素の種類や基質に対する特異性が異なっていた。

Research Products

• [Publications] Hiromi Tanaka: "An Extracellular Substance from White-Rot Basidromycete Phanerochaete chrysosporium for Reducing Molecular Oxygen and Ferric Iron" Holzforschung. 50. 541-548 (1996)
• [Publications] Taeko Hirano: "Relationship Between Production of Hydroxyl Radicals and Degradation of Wood by the Brown-Rot Fungus,Tyromyces palustris" Holzforschung. 51. (1997)
• [Publications] 田中裕美: "木材科学講座12 保存・耐久性 第3章 木材の腐朽 第2節 表面汚染菌,変色菌" 海青社, (1997)
• [Publications] 田中裕美: "木材保存学入門 第2章 木材の劣化2・1・1細菌・表面汚染菌・変色菌" 日本木材保存協会, (1997)