土壌微生物のリグニン特異的メチルエーテル解裂酵素の多様性と遺伝子構造の解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10660159
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 片山 義博 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 助教授 (10214339)
• Keywords: リグニン / リグニンビフェニル / 遺伝子工学 / 土壌微生物 / メチルエーテル解裂酵素 / 欠損変異株 / 相補遺伝子 / 塩基配列

Research Abstract

地球の生物進化の過程でリグニンを分解してエネルギーを獲得するために発達させてきた土壌微生物の酵素触媒を、遺伝子断片として単離し遺伝子工学的方法を大量生産させることによって、現在の産業技術では実現困難な反応機構と特異性を備えた優れた選択的物質変換反応システムを比較的系容易に、土壌微生物の多様な遺伝子機能を用いて構築する事が可能である。
本研究では、土壌微生物の特異的リグニン分解の初期過程として重要な芳香環メチルエーテル結合の解裂反応をとりあげ、その反応に関与する酵素触媒の多様性とその反応機構、およびそれら酵素を指令する遺伝子の単離と構造の解析を行う。
平成10年度の成果は第一に、土壌微生物Spingomonas paucimobilis SYK-6のニトロソグアニジン(NTG)処理により得られた、リグニン・ビフェニル構造(dehydrodivanillic acid;DDVA)に対するメチルエーテル解裂酵素欠損変異候補株の生化学的機能解析を行い、それに続く代謝過程の酵素活性は野生株と同様であり、得られた変異株がDDVAメチルエーテル解裂機能の特異的変異であることを確認した事である。第二の成果は、土壌微生物S.paucimobilis SYK-6の野生株より作成した遺伝子ライブラリーを前述のDDVAメチルエーテル解裂酵素欠損株への導入して、最小相補断片として6kbから成るDNA断片を獲得することに成功し、それらの塩基配列の解析を進めている。