2018 Fiscal Year Annual Research Report
Analyses of functions in marine sulfur-oxidizing bacterium and their application to bioleaching
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16K08112
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
上村 一雄 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (80294445)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 硫黄酸化細菌 / 海洋性 / バイオリーチング / 好酸性 / 硫黄代謝 / ゲノム解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度、SH株のゲノム解析でtqo（チオ硫酸キノン酸化還元酵素）遺伝子を決定したが、大腸菌での遺伝子発現には成功していないため、新たに毒性タンパク質発現用の宿主、ならびにこれまでとは異なるベクター（pRham C-His Kan Vector）を用いて遺伝子発現を検討したが、tqo遺伝子の発現は認められなかった。tqo遺伝子はPCR増幅したものを用いたが、PCR増幅が正確でない可能性も考えられたので、合成遺伝子を用いた実験も行ったが、成功しなかった。
ゲノム解析の結果、SH株は硫黄代謝系として、テトラチオン酸を介した経路(tet, tqo, sqr)、チオ硫酸代謝に関与するSox系、硫黄の代謝に関与するヘテロサルファイド還元酵素(hdr)を持っていることが明らかとなった。そこで、硫黄、テトラチオン酸およびチオ硫酸で生育した細胞から、メッセンジャーRNAを調製し、RT-PCRの手法を用いて、それぞれの硫黄化合物で生育した細胞内で、どの硫黄代謝系が主要な経路として機能しているかを検討した。テトラチオン酸生育細胞では、tet（テトラチオン酸加水分解酵素）遺伝子の強い転写が観察された。Sox系は硫黄生育細胞で強く転写され、tqo遺伝子の転写は、チオ硫酸培養細胞で最も強かったため、SH株のチオ硫酸代謝は、Sox系よりもTQO系が関与する新規な代謝経路で進行することが明らかとなった。
また、ゲノムには、末端酸化酵素としてシトクロームc酸化酵素の遺伝子が検出されず、bd型とbo型のユビキノール酸化酵素が存在することが明らかとなった。これまでの研究で、bo型のユビキノール酸化酵素がチオ硫酸代謝に関与していることが明らかとなったので、その精製と性質の解明をおこない、チオ硫酸代謝に関与するbo型ユビキノール酸化酵素の性質と遺伝子を明らかにした。
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