2004 Fiscal Year Annual Research Report
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14104005
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
祥雲 弘文 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (70012036)
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| Keywords | 脱窒真菌 / アンモニア発酵 / 亜硝酸塩還元酵素 / 一酸化窒素還元酵素 / フラボヘモグロビン / 好気脱窒 |
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| Research Abstract |
サブテーマごとに記載。
1.カビ脱窒系の分子機構解明:(1)ゲノム解析の終了した麹カビのゲノム中に細菌の銅含有型亜硝酸塩還元酵素(Nir)遺伝子(nirK)のホモログを発見し、詳細な解析を行った。この遺伝子を大腸菌で発現させ、その産物を精製した。本遺伝子産物はNir活性を示し、吸収スペクトルやESRスペクトルにより、銅を含むことを確認した。その他の諸性質も細菌のNirと同等のものであった。これらの結果から、本遺伝子は、真核生物で初めて発見されたnirKオルソログであると結論される。(2)脱窒真菌として長年研究対象として来たFusarium oxysporumおよびCylindrocarpon tonkinenseにも同様のnirKホモログを発見した。この結果から、脱窒真菌は普遍的にnirKを持つものと考えられる。カビ脱窒系に細菌と同起源の脱窒酵素遺伝子が発見されたことは、カビ脱窒研究の歴史において一つの大きな出来事となる。(3)脱窒酵母の中には、P450norタイプでない一酸化窒素還元酵素活性をもつものが検出されていた。それらのうち、ゲノム解析の終了しているCandida albicansの活性を調べた。本酵素の電子供与体として還元型シトクロムcおよびNADH-PMS系が有効であった。NADH-PMS系からPMSを除くと活性が消失した。これらの結果から本酵素はP450norとは明らかに性質が異なる。一方、本活性が可溶性画分に回収される点は細菌の酵素と異なる。今後本活性を精製し、部分アミノ酸配列をもとに遺伝子の取得を図る。
2.カビのアンモニア発酵:ゲノム解析の終了したAspergillus nidulansのアンモニア発酵について遺伝子レベルの解析を行い、硝酸同化系と言われて来た硝酸還元系の関与を証明した。すなわち、硝酸異化代謝の一種(アンモニア発酵)への硝酸同化系の関与を遺伝子レベルで初めて証明した。
3.放線菌の新規窒素代謝:ゲノム解析の終了したStreptomyces avermitilisにフラボヘモグロビン(Fhb)遺伝子のホモログを2セット発見し、それらを大腸菌で発現した。さらに精製を行い、両タンパク質にNOジオキシゲナーゼ活性を確認した。放線菌では初めてのFhb遺伝子のクローニングである。
4.新規窒素固定菌の検索:非常に興味深い菌を発見し、現在解析中である。
5.好気脱窒系の構築:好気脱窒細菌と他の微生物の複合培養により、脱窒活性の上昇が観察されていた。この現象の分子レベルでの解明を行っている。
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