Construction of initial degradation system of DDT using enzymes with modified substrate specificity

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K18685
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: 岡井 公彦 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (00596562)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 酸素添加酵素 / 結晶構造解析 / 環境浄化

Outline of Annual Research Achievements

残留性有機汚染物質POPs（Persistent Organic Pollutants）の中で意図的に製造された化合物で2番目に埋設量の多いDDT（dichloro diphenyl trichloroethane）は分解菌の報告例はあるものの、分解経路については未知のままであり、実用レベルで利用するための酵素の改良ができない状況にある。近年、HCH分解酵素群の1つである脱塩化水素酵素LinAがDDTの分解にも応用でき、さらにPCB分解酵素群（EtbAa2-Ab2、BphB、EtbC）と組み合わせることでDDTの環を開裂できる可能性が示された。本研究ではその中でDDT分解にかかわるLinAとそれによってできるDDEに酸素を添加する酵素EtbAa2-Ab2を対象としてDDTの初期分解経路の構築を目的としている。
本年度はEtbAa2-Ab2の立体構造解析を分解能3.2Åで行い、反応が行われるEtbAa2と類似性の高い酵素との比較を行った。EtbAa2はRhodococcus jostii RHA1由来のbiphenyl diogenase BphA1と最も構造の類似性が高く、RMSDは1.4Åであった。また、類似性の高い他のBiphenyl dioxygenase BphALB400、BPDOB356、BPDO-OB1とも比較した結果、EtbAa2は活性部位周辺のアミノ酸のいくつかが（A215、G295、S296、S299）、形の小さなアミノ酸になっていることが明らかになった。これらのアミノ酸の違いは、EtbAa2-Ab2が大きな化合物を基質にできることを示唆した。