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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Elucidation of branched-electron transport chain in iodate-respiring bacteria

Research Project

Project/Area Number 20H02896
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

天知 誠吾  千葉大学, 大学院園芸学研究院, 教授 (80323393)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsヨウ素 / ヨウ素酸呼吸 / 放射性ヨウ素 / Pseudomonas / ヘムタンパク
Outline of Annual Research Achievements

①Pseudomonas sp. SCT株における新規ジヘムタンパクIdrCとIdrDの機能を予測するため、ヨウ素酸呼吸菌体から調製した粗酵素を用いてcytochrome c peroxidase活性の測定を試みた。しかしながら、ウマ心臓シトクロムやABTS、オルトジアニシジンを電子供与体とした活性は確認されなかったため、予測とは違った機能を持つ可能性も含めて検討する必要性が明らかになった。②広宿主域プラスミドにidrA遺伝子をクローニングし、大腸菌に形質転換することに成功したため、ΔidrA変異株に導入し、ヨウ素酸呼吸能を相補するための準備が整った。③SCT株のペリプラズム画分を硫安沈殿処理することなどにより、かなり純度の高いIdrタンパクを取得できることがわかった。これを足がかりとして今後Idrの完全精製を試みる。④陸圏細菌Azoarcus sp. DN11をヨウ素酸呼吸条件で培養することに成功し、その酵素をLC-MS/MS解析により同定したところ、IdrA, C, Dが繰り返し検出された。また、DN11株と銀担持ゼオライトを組み合わせることにより、ヨウ素酸イオンを固体のAgIとして液相中から除去・回収できることが明らかになった。これにより、地下水中の放射性ヨウ素の除去にヨウ素酸呼吸細菌が応用できることが示唆された。⑤ゲノム中にidr遺伝子クラスターを有する3種類の好気性海洋細菌に、ヨウ素酸還元能があることを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

IdrCとIdrDの機能解析は思うように進展していないが、Azoarcus sp. DN11を用いたヨウ素の除去・回収実験は予想以上に進展した。変異株の取得や相補実験なども予定通り進展していることから、全体としておおむね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

①ΔidrA、ΔidrC、ΔidrD変異株に関して、それぞれ相補株を作成し、ヨウ素酸呼吸能が復帰することを確認する。②ΔidrA変異株を用いた転写解析により、idr遺伝子群が転写誘導されるヨウ素酸(あるいはヨウ化物)濃度を明らかにする。③ΔidrC、ΔidrD変異株をヨウ素酸を添加した脱窒条件で培養し、洗浄菌体を調製する。これらをヨウ素酸と混合した際にどのような中間体(過酸化水素あるいは次亜ヨウ素酸)が生成するか、確認する。④各種クロマトグラフィを用いてIdrの完全精製を試みる。同時にIdrCとIdrDの精製手段も検討する。⑤Azoarcus sp. DN11によるヨウ素の除去・回収実験を、環境レベルの極低濃度のヨウ素酸存在下で実施する。⑥好気性海洋細菌のヨウ素酸還元酵素を、LC-MS/MS解析により同定する。

  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Decolorization of cationic dyes under alkaline conditions by Iodidimonas sp. Q-1 multicopper oxidase2022

    • Author(s)
      Ebihara Kyota、Yoshikawa Jun、Horiguchi Hirofumi、Amachi Seigo
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 133 Pages: 323~328

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2022.01.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Iodidimonas gelatinilytica sp. nov., aerobic iodide-oxidizing bacteria isolated from brine water and surface seawater2021

    • Author(s)
      Iino Takao、Oshima Kenshiro、Hattori Masahira、Ohkuma Moriya、Amachi Seigo
    • Journal Title

      Antonie van Leeuwenhoek

      Volume: 114 Pages: 625~631

    • DOI

      10.1007/s10482-021-01546-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reductive deiodination of 2,4,6-triiodophenol by Vallitalea sp. strain TIP-1 isolated from the marine sponge2021

    • Author(s)
      Kawamura Yuki、Mori Koji、Amachi Seigo
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 132 Pages: 154~160

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2021.04.011

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 微生物の金属タンパクと元素循環:ヨウ素、ヒ素、アンチモンを例として2022

    • Author(s)
      天知誠吾
    • Organizer
      立命館大学「生命×金属」シンポジウム(オンライン開催)
    • Invited
  • [Presentation] idrAとidrPはPseudomonas sp. SCT株のヨウ素酸呼吸に必須である2021

    • Author(s)
      柏澄江、黒田真史、天知誠吾
    • Organizer
      日本微生物生態学会第34回大会(オンライン開催)

URL: 

Published: 2022-12-28  

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