1988 Fiscal Year Annual Research Report
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62480028
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| Research Institution | Research Center for Advanced Science and Technoogy, University of Tokyo |
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Principal Investigator |
軽部 征夫 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (50089827)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早出 広司 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (10187883)
民谷 栄一 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (60179893)
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| Keywords | 大腸菌 / ヒドロゲナーゼ / 水素生産 / 蛋白質工学 / hydA / hydB |
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| Research Abstract |
昭和62年度の設備備品費で購入したDNAシンセサイザーでヒドロゲナーゼ遺伝子の変更に用いるDNAを合成し、これによりヒドロゲナーゼの改質を試みた。すなわち大腸菌ヒドロゲナーゼ系遺伝子hydAのシスティンをコードする塩基配列をセリンに変更した。この他、同様にhydA中の親水性のアミノ酸をコードする遺伝子配列を疎水性アミノ酸をコードする遺伝子に変更した。以上の様にして調製した遺伝子を大腸菌に形質転換し、形質転換体のヒドロゲナーゼ活性を測定した。その結果、hydAのシステインをコードする遺伝子をセリンに変更した遺伝子が導入された株の水素生産活性が野生株の133%まで向上していることがわかった。他の遺伝子配列の変更が導入された株はヒドロゲナーゼ活性を示さなかった。以上の結果から、ヒドロゲナーゼ系遺伝子の変換により大腸菌の水素生産能を向上することができることがわかった。さらにhydAの産物がヒドロゲナーゼ発現の調節系として機能しているのではないかという研究結果を考慮すると、hydAのアミノ酸変換によりヒデロゲナーゼの発現機能が強化されたものと考えられた。また他のアミノ酸置換によりヒデロゲナーゼ活性が発現しなかったことから、これらの部位はこの酵素にとってきわめて重要な部位であることがわかった。
一方、前年度に大腸菌hydB欠陥株がニッケンイオン添加下で培養するとヒドロゲナーゼ活性を回復することを確認した。そこで本年度は他の金属イオン存在下で培養し、ヒドロゲナーゼの機能改質を試みた。その結果、ニッケルイオン以外にもバナジウムイオンおよび鉄イオン存在下ヒドロゲナーゼ活性が回復することがわかった。しかし、得られてヒドロゲナーゼは水素吸収の活性しか示さず改変されていた。このように、活性中心に関与すると考えられている金属を変異株を用いて変換すること により酵素機能を改質できることがわかった。
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[Publications] I.Karube;T.Yamamoto;K.Sode;H.Kanayama: Proc.of the 7th Seminar on Science and Technology"Molecular Biology"Okayama 1987. 21-37 (1988)
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[Publications] T.Yamamoto;M.Tomiyama;H.Mita;K.Sode;I.Karube: Mol.Gen.Genetics.
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[Publications] K.Sode;T.Sugiyama;T.Yamamoto;M.Tomiyama.I.Karube: FEBS Lett.
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[Publications] H.Kanayama;K.Sode;T.Yamamoto;I.Karube: "Biotechnology and Genetic Engineering Reviews vol.6"Molecular Breeding of Hydrogen-evolving Bacteria"" Intercept Pub., 379-401 (1988)
