可逆的脱炭酸酵素群の炭酸固定機能の解析と効率的な炭酸固定法の開発

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18580072
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 吉田 豊和 Gifu University, 工学部, 准教授 (90220657)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長澤 透 岐阜大学, 工学部, 教授 (60115904) ; 満倉 浩一 岐阜大学, 工学部, 助教 (70324283)
• Keywords: 酵素反応 / 応用微生物 / 酵素 / バイオリアクター / 生体機能利用

Research Abstract

2,6-ジヒドロキシ安息香酸の酵素合成に活用できる脱炭酸酵素の構造と機能解明を目的とし、酵素の結晶化を行い、X線結晶解析を実施した。また、比較対象として同様に4-ヒドロキシ安息香酸の酵素合成に活用できる脱炭酸酵素の機能発現に関わる構造特性を検討した。従来は1種類のサブユニットから構成される酵素であると考えられていたが、新たに2種類のサブユニットが活性発現に必要であることが遺伝子上下流域の解析と、大腸菌発現タンパク質を用いた実験で明らかとなった。高濃度で3種類のサブユニットを混合した場合、従来極めて不安定であると考えられていた酵素活性が安定化し、物質変換系への適用性が広がると考えられる。
炭酸固定反応の反応場として超臨界二酸化炭素下を想定すると、中温域で機能発現する可逆的脱炭酸酵素が望まれる。そこで、50℃での集積培養を行い、4-ヒドロキシ安息香酸脱炭酸酵素を有する微生物群を見出した。期待したように、最大活性は50度付近で認められ、二酸化炭素を超臨界流体として取り扱える温度域で機能する酵素特性を示した。