| 研究課題/領域番号 |
02J08531
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 研究分野 |
応用微生物学・応用生物化学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
吉田 直樹 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2004年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2003年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | 鉄呼吸 / 嫌気 / チトクロム / 独立栄養 / ヘム / acidianus / 鉄還元 / ポルフィリン / 鉄還元酵素 / クローニング / 糖鎖 / 空気培養 / スクリーニング / unculturable |
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| 研究概要 |
今までに、pH1.2、80℃においてH_2を電子供与体、Fe^<3+>を電子受容体として独立栄養的に嫌気生育するAcidianus manzaensis NA-1株を単離した。本菌は鉄還元微生物として好熱性・好酸性を示す初めての例である。また、呼吸鎖末端酵素である鉄還元酵素Firを精製し、諸性質の解析をおこなった。以下、本年度の研究実績を報告する。
(1)ヘム構造解析
ピリジンフェロヘモクロム解析から、Firは新規ヘムを含むことが示唆された。そこで、ヘムの構造解析をおこなった。LC-MS/MSにより分子量および側鎖構造を推定した結果、分子量1008.5m/zを示すC_<59>H_4N_4O_7Feであることが示された。本分子量に合致するヘムは報告されておらず、新規ヘムであることが裏付けられた。MS/MS解析によりポルフィリン各側鎖がフラグメントとして検出され、ポルフィリン2位にhydroxyethylgeranylgeranyl基、8位に1,2-hydroxypropyl基を有することが明らかとなった。
(2)鉄還元のメカニズム
A.manzaensisにおける鉄還元のメカニズムを解明するために、Firの局在性と配向性を解析した。嫌気鉄呼吸により生育した菌体をトリプシン及びV8プロテアーゼにより処理した結果、Firの内部アミノ酸配列に合致する2つの消化断片を得た。各ペプチダーゼ処理後の上清画分には精製FIRと同様な吸収スペクトルが確認された。また、消化後の菌体の鉄還元活性は処理前と比較して約1/3であった。さらに精製したFIRはpH1.5において30-80℃で安定に存在するが、pH7.0において70℃では容易に失活する。以上から、本菌においてFirが菌体膜表面に鉄還元活性中心(ヘム)を位置する形で鉄還元をおこなっていることが示唆された。
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