2010 Fiscal Year Annual Research Report
深海熱水生態系に基づく脱石油型次世代エネルギーと新素材の生産に関する研究
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20248023
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
左子 芳彦 京都大学, 農学研究科, 教授 (60153970)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 天士 京都大学, 農学研究科, 准教授 (80305490)
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| Keywords | 深海熱水環境 / 新エネルギー / 水素 / CO2固定 / 好熱菌 / ヒドロゲナーゼ / COデヒドロゲナーゼ |
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| Research Abstract |
本研究は、深海や沿岸熱水環境から水素を生産するヒドロゲナーゼ(H_2ase)または二酸化炭素を還元するCOデヒドロゲナーゼ(CODH)活性を有する好熱菌を分離し、分離株の性状解析並びに酵素活性の検出・精製やその遺伝子解析を目的としている。今年度の成果は以下の通りである。
(1)超好熱古細菌Aeropyrum caminiを好気条件下85℃にて培養しCODHを精製した。本酵素の水素生産比活性は7.3mmol H_2/min/mg(85℃,pH6.0)で、4℃大気下で酸素耐性を調べた結果336時間後も50%の活性を維持し極めて強い酸素耐性を有していた。本酵素を交互積層法(LBL法)並びにシリカゾルゲルマトリクス法(SG法)にてGlassy Carbon上に固定化し、アンペロメトリー試験を行った。LBL固定化法において168時間にわたって水素生産が観察され、SG法より高い活性と持続時間が得られた。
(2)深海熱水孔から分離された好熱性水素細菌Hydrogenimonas thermophilaを55℃、独立栄養条件(H_2:CO_2=80:20)にて培養し、H_2aseを精製してエドマン分解法にて内部アミノ酸配列を決定した。本配列をもとに本酵素遺伝子(hyp)群をPCR法にて調べた結果、H_2ase遺伝子は酸素耐性が強いε-proteobacteriaの[NiFe]-H_2aseと高い相同性を示し、オペロン構造を有していた。
(3)鹿児島県指宿市の鰻温泉から、気相100%CO、64℃で増殖可能なCO資化性好熱菌を分離した。本分離株はCarboxydothermus属に属する新種で、対数増殖時にCODH活性が認められた。本株のCODH遺伝子をPCR法により解析した結果、ゲノム解析がなされたC.hydrogenoformansのCODH I～Vに相同性を有する5つのCODH遺伝子ホモログが見出され、各々異なるサブファミリーに属していた。次に、C.hydrogenoformans Z-2901株由来CODHIIコード遺伝子cooSII全長をpET28-aベクターに挿入し、大腸菌による発現系を確立した。組換えCODHは、CO酸化活性ならびにCO_2還元活性を保持していた。
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[Journal Article] Purification and characterization of membrane-associated hydrogenase from the deep-sea epsilonproteobacterium Hydrogenimonas thermophila.2010
Author(s)
Nishimura, H., Kitano, Y., Inoue, T., Nomura, K., Sako, Y.
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Journal Title
Bioscience, Biotechnology and Biochemistry.
Volume: 74
Pages: 1624-1630
Peer Reviewed
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[Journal Article] Diversity of viruses of the hyperthermophilic archaeal genus Aeropyrum and isolation of the Aeropyrum pernix bacilliform virus 1, APBV1, the first representative of the family Clavaviridae.2010
Author(s)
Mochizuki, T., Yoshida, T., Tanaka, R., Forterre, Sako, Y., Prangishvili, D.
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Journal Title
Virology
Volume: 402
Pages: 347-354
Peer Reviewed
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