2002 Fiscal Year Annual Research Report
Sphingomonas属細菌の細胞表層機能と合成高分子の分解
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14560068
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
河合 富佐子 岡山大学, 資源生物科学研究所, 教授 (60118007)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷 明生 岡山大学, 資源生物科学研究所, 助手 (00335621)
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| Keywords | 合成高分子 / Spingomonas属細菌 / スフィンゴリピド / 細胞内取込み / 遺伝子制御 / 高分子確認 / ポリエチレングリコール / ポリビニルアルコール |
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| Research Abstract |
Sphingomonas属細菌は強力な分解能と真核細胞様細胞膜組成が注目され、将来のパイオレメデイェーションにとって重要な位置を占めると考えられている。アルギン酸は細胞表面のピットにより直接細胞質に取り込まれて分解されると報告されている。我々が研究対象としているポリエチレングリコール(PEG)資化性菌ではこのような構造は全く観察されなかったが、PEG培地では栄養培地と比べて細胞組成や形状が変化する。PEG代謝酵素はペリプラズムに存在するので外膜に高分子の輸送機構が存在し、輸送された高分子が細胞表層構造の変化を誘導すると考えている。ペリプラズムへのPEGの輸送と取り込み限界分子量はMALDI-TOFMSで検討している。非生育菌体反応でPEG20,000までが分解されることはHPLCで確認した。一方、PEGが細胞質でPEG代謝酵素遺伝子の制御を行うとは考えにくい。そこで、遺伝子制御を解明するためPEG脱水素酵素(PEGDH)遺伝子の上流に存在すると推測されたプロモーター領域の転写開始点を現在調べている。これが確定されれば、σ因子が推測される。また、プロモーター領域に結合するタンパク質をゲルシフトアッセイなどでえるとともに、PEGの関与の有無が判明できる。他方、PEGDHはGMCグループの新規FAD脱水素酵素であるので、モデリングに基づいて変異酵素を作成し、活性中心や反応に係る残基を推測した。
新たにポリビニルアルコール(PVA)資化性Sphingomonas属細菌からPVA脱水素酵素(PVADH)および、酸化PVA加水分解酵素をクローン化した。これらは構成酵素で、PVAは酵素の誘導に係わらないが、PVA培地で生育させた場合にのみ細胞表層にピット様の窪みが形成された。PVAの代謝酵素もペリプラズム空間に存在し、P肌はペリプラズム画分に検出されたので、外膜を透過していることが確認できた。
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Research Products
(7 results)
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[Publications] M.Sugimoto et al.: "The first step in polyethylene glycol degradation by Sphingomonads via a flavoproten alcohol dehydrogenase containing flavin adenine dinudeotide"J.Bactenol.. 183. 6694-6698 (2001)
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[Publications] S.Tachibana, F.Kawai, M.Yasuda: "Heterogeneity of dehydrogenases of Stenotrophomonas maltophilia showing dye-linked activity with polypropylene glycols"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 66. 737-742 (2002)
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[Publications] F.Kawai: "Microbial degradation of polyetherws"Appl.Microbiol.Biotechnol.. 58. 30-38 (2002)
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[Publications] S.Tachibana et al.: "Involvement of a PQQ-containing alcohol dehydrogenase in the degradation of polypropylene glycols by the bacteruim Stenotrophomonas maltophilia"FEMS Microbiol.Left.. 218. 345-349 (2003)
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[Publications] T.Ohta et al.: "Structural analysis of polyethylene glycol dehydrogenase"J.Biol.Chem.またはEur.J.Biochem. (予定).
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[Publications] F.Kawal et al.: "Cell surface properties and polyethylene glycol degradation ability in sphinaomonads"Appl.Microbiol.Biotechnol. (予定).
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[Publications] F.Kawai: "Biopolymers.Vol.9(Eds.A.Steinbuchel and S.Matsumura)"WILEY-BCH, Weinheim, Germany. 32 (2002)
