T.ferrooxidansの鉄還元酵素の性質の検討及び同酵素遺伝子のクローニング

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62560107
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 杉尾 剛 岡山大学, 農学部, 助教授 (20033269)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 稲垣 賢二 岡山大学, 大学院自然科学研究科, 助手 (80184711)
• Keywords: Thiobacillus ferrooxidans / 硫黄酸化 / sul fur:ferric ion oxidoreductase / バクテリアリーチング

Research Abstract

鉄酸化最近T.ferrooxidans AP19-3株の硫黄酸化に関与する重要酵素sultur:ferric ion oxidoreductase(SFORase)を電気泳動的に均一な標品として得、2〜3の性質を明らかにした。今年度は精製SFORaseを用いて、固体硫黄酸化の機構、及びCo^<2+>による硫黄培地生育阻害の機構を下記のように明らかにした。またSFORaseのN末端アミノ酸配列20個を決定した。
現在まで検討した限りでSFORaseの基質になった硫黄化合物は、元素硫黄(S^0)、硫化鉄FeS、そして低濃度の硫化水素(H_2S)の三つのみで、他の硫黄化合物は基質にならなかった。GSH以外のSH化合物、S-methylglutathione、S-hexylgutathione等はGSHのかわりにならなかった。固体硫黄酸化の機構を明らかにするためにGSHの役割について検討し、SFORase反応の最低条件下で緩衝液、GSH、S^0をincubateするとH_2Sが化学反応で生成する事、またSFORaseを反応液に最初から存在させるとSFORaseの反応生産物である亜硫酸SO_3^<2->の生成は見られるがH_2Sは全く生成しない事、反応の進行に伴なってGSHが酸化されたGSSGが生成する事等を明らかにした。以上の結果より、SFORaseによる固体硫黄酸化の真の基質はH_2Sで、硫黄最近T.thiooxidansが固体硫黄を酸化する際の基質ポリサルファイドとは異なる事を明確にした。現在バクテリアリーチングの機構として、直接接触機構と間接接触機構の二つが考えられているが、今回、GSHが存在していればSFORaseは固体硫黄と直接接触しなくてもこれを酸化できる事を実験的に示した。
1mMのCO^<2+>は本菌の硫黄培地での生育を強く阻害する。CO^<2+>の阻害機構が、SFORase反応に必須なGSHをCO^<2+>が化学的にGSSGに酸化する結果、菌がSFORaseを用いて元素硫黄を酸化できなくなり、生合成に必要ねエネルギーを得る事が出来なくなって生育できなくなる機構である事を^<35>S-GSHを用いて明らかにした。
SFORaseが、Fe^<3+>のみでなくMo^<6+>をも電子受容体にし得る事を明らかにした。

Research Products

• [Publications] T.Sugio,;Y.Tsujita,;T.Katagiri,;K.Inagaki,;T.Tano.: Journal of Bacteriology. 170. 5956-5959 (1988)
• [Publications] T.Sugio,;T.Katagiri,;K.Inagaki,;T.Tano.: Agricultural and Biological Chemistry. 52. 3177-3179 (1988)
• [Publications] T.Sugio,;T.Katagiri,;K.Inagaki,;T.Tano.: Biochimica et Biophysica Acta. (1989)
• [Publications] 杉尾剛、田野達男: 遺伝. 42. 28-31 (1988)