2015 Fiscal Year Annual Research Report
次世代水質浄化を担うアナモックス菌による窒素除去の分子基盤の解明
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25291015
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
永野 真吾 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60286440)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | アナモックス / ヘム / 窒素循環 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アナモックス菌は、亜硝酸を用いてアンモニアを嫌気的に分子状窒素へ酸化することで、海洋における窒素除去のおよそ半分を担っている。このプロセスは、近年汚水の浄化への応用が活発に進められており、アナモックスを利用した水質浄化プラントが欧州や日本を中心に世界各国で進められている。この窒素代謝の中で、一酸化窒素とアンモニアからヒドラジンを合成する段階はアナモックス菌独自の反応であり、この反応を触媒するヒドラジン合成酵素（HZS)がアナモックスの窒素代謝の鍵酵素である。近年、この酵素の結晶構造が報告され、分子内の2か所の活性部位をつなぐトンネルが存在し、ここを通って中間生成物が移動して、ヒドラジンが合成されるメカニズムが提案された。これを検証するためには、HZSやその変異体を異種発現することが必須である。本研究では、HZSの大腸菌での発現系の構築を進めた。昨年度までに構築したポリシストロン性発現ベクターを用いて、培養条件や発現誘導条件などを系統的に検討した結果、グルコースで発現を自動誘導すると、モノシストロン性発現系では一部不溶性画分に残っていたホロ型HZS Bがほぼ全て可溶性画分で発現し、HZS Aの切断が抑えられた。また、発現に用いる大腸菌株のスクリーニングを行うことでホロ型HZS Aの発現量が増加し、HZS Aの切断を抑えることができた。今後さらに発現条件の検討を進めることで、大腸菌を用いたHZSの大量発現が可能になると期待される。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Crystal structure of D-stereospecific amidohydrolase from Streptomyces sp. 82F2: insight into the structural factors for substrate specificity2015
Author(s)
Arima, J., Shimone, K., Miyatani, K., Tsunehara, Y., Isoda, Y., Hino, T., and Nagano, S.
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Journal Title
FEBS J.
Volume: 283
Pages: 337-349
DOI
Peer Reviewed
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