2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the molecular mechanisms for reduction/degradation of organoarsenicals by soil bacteria and higher animals
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15H06274
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
吉永 雅史 名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (80754978)
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| Project Period (FY) |
2015-08-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 応用微生物 / 環境 / 細菌 / 有機ヒ素分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低毒性5価有機ヒ素は、諸外国で農業利用されているが、環境中で毒性・発癌性のより高い無機ヒ素へと分解されることが知られており、使用継続による環境汚染拡大が懸念されている。代表者らは、これら5価有機ヒ素分解が、異なる土壌細菌種による還元と無機化の二段階反応ステップからなる新規経路を通して行われることを発見、加えて、無機化ステップについては原因遺伝子の同定にも成功し、その分解分子機構の一端を明らかにしてきた。一方で、新規経路における還元ステップを筆頭に、有機ヒ素分解の分子機構理解はほとんど進んでいない。また、有機ヒ素還元については高等動物でも報告があるが、その分子機構については不明な部分が多い。有機ヒ素が環境や人体に及ぼす影響をより正確に把握するためには、その分解分子機構の理解が不可欠である。
そこで、本研究では、土壌細菌・高等動物における有機ヒ素分解の分子機構の詳細解明を目指し、関連遺伝子の同定を試みた。残念ながら新規遺伝子の同定には至らなかったものの、土壌細菌によって5価芳香族ヒ素が還元される際、対象化合物が特定の官能基を有する場合、ヒ素部分の還元が起こる前にその官能基部位の還元がまず起こることが分かり、一部の有機ヒ素化合物に対しては、より複雑な分解経路を経ることが明らかとなった。今後の展望として、有機ヒ素還元酵素と共に、その原因遺伝子の同定が望まれる。また、代表者らが以前同定していた有機ヒ素分解酵素ArsIについて、結晶化に成功、その構造解析を通して、本酵素が所属ファミリーに共通に見られる活性中心及び立体構造を有する一方で、他のメンバーには見られない大変特徴的なフレキシブルループ構造をその基質結合部位に持つことが分かり、そのユニークな酵素反応のメカニズムの詳細を分子レベルで明らかにすることができた。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Uranium in well drinking water of Kabul, Afghanistan and its effective, low-cost depuration using Mg-Fe based hydrotalcite-like compounds.2016
Author(s)
Masashi Kato, Mohammad Daud Azimi, Said Hafizullah Fayaz, Muhammad Dawood Shah, Md. Zahirul Hoque, Nobuyuki Hamajima, Shoko Ohnuma, Tomomi Ohtsuka, Masao Maeda, Masafumi Yoshinaga
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Journal Title
Chemosphere
Volume: 165
Pages: 27-32
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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