微生物における炭素-硫黄結合の形成と開裂反応を触媒する新規酵素類の特性解明

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11660091
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 和泉 好計 鳥取大学, 工学部, 教授 (40026555)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大城 隆 鳥取大学, 工学部, 助手 (00233106)
• Keywords: ビオチン / BioB / bioB / ジベンゾチオフェン / 脱硫菌 / DszA / DszC / フラビンレダクターゼ

Research Abstract

炭素-硫黄結合(C-S-C)の形成と開裂を触媒する酵素類(ビオチン合成酵素,DBT脱硫酵素系)について酵素化学的・タンパク質化学的特性、必須因子の解明、反応機構の解明,ならびにビオチン生産および石油脱硫プロセス開発への応用の基礎的成果を得ることを目的として行っている。本年度の本研究実態は次のようにまとめられる。
(1)ビオチン合成酵素に関する研究:ピメリン酸からビオチン(ビタミンH)への生合成経路の最終段階で、デチオビオチン(DTB)に硫黄が導入されビオチンが生成する。この研究において特に硫黄源の研究がなされてきたが、最近ビオチン合成酵素(bioB遺伝子産物、BioB)中の鉄-硫黄クラスターの硫黄が直接DTBへ導入されることが明らかにされた。そこで本研究では、BioB中の鉄-硫黄クラスターを構成する蛋白質が存在すると仮定し、この蛋白質を同定することを目的として(a)BioB高発現株の作製した.(b)フラボドキシン(FLD)高発現株を作製した。(c)作製した高発現株の無細胞抽出液から均一なFLDを取得した.(d)フラボドキシン還元酵素(FLDR)高発現株を作製した。(2)DBT脱硫酵素系酵素に関する研究:(a)Rhodococcus erythropolis KA2-5-1由来DszBを単一に精製し性質を検討し、熱安定性は低いことがわかった.(b)高発現プラスミドpET-21aを用いてPaenibacillus polymyxa A-1由来フラビンレダクターゼの大量発現に成功し、酵素を単一に精製し結晶化した(c)高発現プラスミドpET-21aを用いてR.erythropolis D-1由来フラビンレダクターゼの大量発現と精製も行った.(d)高発現プラスミドpET-21aを用いて_R.erythropolis D-1由来DszA、DszCの大量発現と精製をおこなった.

Research Products

• [Publications] Yoshikazu Izumi: "Microbial desulfurization of organic sulfur compounds in petroleum"Bioscience,Biotechnology,and Biochemistry. 63,1. 1-9 (1999)
• [Publications] Yoshikazu Izumi: "Purification and characterization of dibenzothiophene(DBT)sulfone monooxigenase involving in DBT desulfurization of Rhodococcus erythropolis"Journal of Bioscience and Biotechnol.ogy. 88,12. 610-616 (1999)