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好熱性水素酸化細菌からの耐熱性酵素の精製とそれを用いたエネルギー変換系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 03453084
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 工業物理化学・複合材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

大倉 一郎  東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (90089821)

研究分担者 青野 重利  東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (60183729)
研究期間 (年度) 1991 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
1993年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1992年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1991年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
キーワード好熱性水素酸化細菌 / ヒドロゲナーゼ / フェレドキシン / 鉄硫黄クラスター / 水素発生反応 / 好熱性細菌 / ヒドロゲナ-ゼ
研究概要

本研究では好熱性水素酸化細菌Bacillus schlegelii中で電子伝達体として機能していると考えられるフェレドキシンおよび水素の吸収発生を触媒するヒドロゲナーゼを単離精製し、それらの性質を調べた。本フェレドキシンは77アミノ酸残基よりなり、その分子中に3核および4核の鉄硫黄クラスターを各1分子ずつ含んでいる7鉄型フェレドキシンであることがわかった。そのアミノ酸配列は、これ迄に報告されている他の7鉄型フェレドキシンと高い相同性を示した。本フェレドキシンは、NADPH、FNRによるチトクロームc還元反応系において効率的な電子伝達体として機能することがわかった。フェレドキシンの電子伝達体活性は、フェレドキシンを熱処理することにより一度上昇する。これは、熱処理によりフェレドキシン中の4核鉄硫黄クラスターが3核鉄硫黄クラスターへ構造変化するためであることがわかった。さらに熱処理を続けると、電子伝達体活性は次第に低下する。これは、フェレドキシン分子中の3核鉄硫黄クラスターが分解してしまうためである。本反応における電子伝達体活性には、フェレドキシン分子中の3核鉄硫黄クラスターのみが関与しており、4核鉄硫黄クラスターは反応に関与していない。これは、4核鉄硫黄クラスターの酸化還元電位が非常に低いため、本反応系においては4核鉄硫黄クラスターを還元できないためであると考えられる。
Bacillus schlegeliiより精製したヒドロゲナーゼは水素吸収反応を優先的に触媒するアップテイク型ヒドロゲナーゼであった。本酵素は70度で5時間あるいは、80度で2.5時間熱処理した後でも、熱処理前の約50%の活性を有していた。このことから本酵素が非常に高い熱安定性を有していることがわかった。

報告書

(4件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (52件)

  • [文献書誌] M.Shimoda: "Selective inhibition of methanol dehydrogenase from Methylosinus trichosporium(OB3b)by cyclopropanol" J.Mol.Catal.64. L23-L25 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nemoto: "Effect of cyclopropane treatment of Methylosinus trichosporium(OB3b)for n-butane hydroxylation" J.Mol.Catal.64. L35-L37 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shimoda: "Effect of cyclopropane treatment of Methylosinus trichosporium(OB3b)form lower alkane oxidation" J.Mol.Catal.64. 373-380 (1991)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shimoda: "On the reaction mechanism of propane hydroxylation with Methylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.64. L39-L42 (1991)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Katayama: "NADP-dependent alcohol dehydrogenase in Methylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.68. 255-259 (1991)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Takeuchi: "Regeneration of NADH and hydrogenation of dihydroxyacetone by hydrogen with the combination of hydrogenase and glycerol dehydrogenase" J.Mol.Catal.68. L21-L23 (1991)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中田伸治: "ヒドロゲナーゼを用いたNADH再生系によるオキサロ酢酸の還元" 日本化学会誌. (12). 1688-1690 (1991)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shimoda: "Further study on the reaction mechanism of propane hydroxylation with Methylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.72. 263-267 (1992)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yamada: "Purification and characterization of methanol dehydrogenase from Methylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.73. 381-386 (1992)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Nakada: "Hydrogenation of pyruvic acid by hydrogen with the combination of hydrogenase and lactate dehydrogenase" J.Mol.Catal.75. 23-25 (1992)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Aono: "Purification and characterization of a 7Fe ferredoxin from a thermophilic hydrogen-oxidizing bacterium,Bacillus schlegelii" J.Biochem.112. 792-795 (1992)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shimoda: "Oxidation of allyl compounds with Metylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.78. 27-30 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Aono: "Characterization and thermostability of a membrane-bound hydrogenase from a thermophilic hydrogen oxidizing bacterium,Bacillus schlegelii" Biosci.Biotech.Biochem.57. 1177-1179 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shimoda: "Oxidation of halogenated propanes with Methylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.83. L5-L10 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shimoda, I.Okura: "Selective inhibition of methanol dehydrogenase from Methylosinus trichosporium (OB3b) by cyclopropanol" J.Mol. Catal.64. L23-L25 (1991)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nemoto, M.Shimoda, I.Okura: "Effect of cyclopropane treatment of Methylosinus trichosporium (OB3b) for n-butane hydroxylation" J.Mol. Catal.64. L35-L37 (1991)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shimoda, S.Nemoto, I.Okura: "Effect of cyclopropane treatment of Methylosinus trichosporium (OB3b) form lower alkane oxidation" J.Mol. Catal.64. 373-380 (1991)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shimoda, I.Okura: "On the reaction mechanism of propane hydroxylation with Methylosinus trichosporium (OB3b)" J.Mol. Catal.64. L39-L42 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Katayama, M.Shimoda, I.Okura: "NADP-dependent alcohol dehydrogenease in Methylosinus trichosporium (OB3b)" J.Mol. Catal.68. 255-259 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Takeuchi, I.Okura: "Regeneration of NADH and hydrogenation of dihydroxyacetone by hydrogen with the combination of hydrogenase and glycerol dehydrogenase" J.Mol. Catal.68. L21-L23 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Nakada, I.Okura, H.Hasumi: "The reduction of oxalacetic acid in the regeneration system of NADH with hydrogenase" Nippon Kagakukaishi. 1688-1690 (1991)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shimoda, I.Okura: "Further study on the reaction mechanism of propane hydroxylation with Methylosinus trichosporium (OB3b)" J.Mol. Catal.72. 263-267 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yamada, M.Shimoda, I.Okura: "Purification and characterization of methanol dehydrogenase from Methylosinus trichosporium (OB3b)" J.Mol. Catal.73. 381-386 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Nakada, I.Okura: "Hydrogenation of pyruvic acid by hydrogen with the combination of hydrogenase and lactate dehydrogenase" J.Mol. Catal.75. 23-25 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Aono, H.Kurita, S.Uno, I.Okura: "Purification and characterization of a 7Fe ferredoxin from a thermophilic hydrogen-oxidizing bacterium, Bacillus schlegelii" J.Biochem.112. 792-795 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shimoda, Y.Seki, I.Okura: "Oxidation of allyl compounds with Metylosinus trichosporium (OB3b)" J.Mol. Catal.78. 27-30 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Aono, T.Kamachi, I.Okura: "Characterization and thermostability of a membranebound hydrogenase from a thermophilic hydrogen oxidizing bacterium, Bacillus schlegelii" Biosci. Biotech. Biochem.57. 1177-1179 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shimoda, Y.Seki, I.Okura: "Oxidation of halogenated propanes with Methylosinus trichosporium (OB3b)" J.Mol. Catal.83. L5-L10 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shimoda: "Selective inhibition of methanol dehydrogenase from Methylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.64. L23-L25 (1991)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nemoto: "Effect of cyclopropane treatment of Methylosinus trichosporium(OB3b)forn-butane hydroxylation" J.Mol.Catal.64. L35-L37 (1991)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shimoda: "Effect of cyclopropane treatment of Methylosinus trichosporium(OB3b)form lower alkane oxidation" J.Mol.Catal.64. 373-380 (1991)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shimoda: "On the reaction mechanism of propane hydroxylation with Methylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.64. L39-L42 (1991)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Katayama: "NADP-dependent alcohol dehydrogenase in Methylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.68. 255-259 (1991)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takeuchi: "Regeneration of NADH and hydrogenation of dihydroxyacetone by hydrogen with the combination of hydrogenase and glyceroldehydrogenase" J.Mol.Catal.68. L21-L23 (1991)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 中田伸治: "ヒドロゲナーゼを用いたNADH再生系によるオキサロ酢酸の還元" 日本化学会誌. (12). 1688-1690 (1991)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shimoda: "Further study on the reaction mechanism of propane hydroxylation with Methylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.72. 263-267 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamada: "Purification and characterization of methanol dehydrogenase from Methylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.73. 381-386 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] N.Nakada: "Hydrogenation of pyruvic acid by hydrogen with the combination of hydrogenase and lactate dehydrogenase" J.Mol.Catal.75. 23-25 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.Aono: "Purification and characterization of a 7Fe ferredoxin from thermophilic hydrogen-oxidizing bacterium,Bacillus schlegelii" J.Biochem.112. 792-795 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shimoda: "Oxidation of allyl compounds with Methlosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.78. 27-30 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.Aono: "Characterization and thermostability of a membrane-boundhydrogenase from a thermophilic hydrogen oxidizing bacterium,Bacillus schlegelii" Biosci.Biotech.Biochem.57. 1177-1179 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shimoda: "Oxidation of halogenated propanes with Methylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.83. L5-L10 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 青野 重利: "Purification and characterization of a 7Fe ferredoxin from a thermophilic hydrogenーoxidizing bacterium, Bacillus schlegelii" J.Biochem.112. 792-795 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 中田 伸治: "Hydrogenation of pyruvic acid by hydrogen with the combination of hydrogenase and lactate dehydrogenase" J.Mol.Catal.75. 23-25 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 山田 健二: "Purification and characterization of methanol dehydrogenase from Methylosinus trichosporium (OB3b)" J.Mol.Catal.73. 381-386 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 下田 昌弘: "Further study on the reaction mechanism of propane hydroxylation with Methylosinus trichosporium (OB3b)" J.Mol.Catal.72. 263-267 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 竹内 正基: "Regeneration of NADH and hydrogenation of dihydroxyacetone by hydrogen with the combination of hydrogenase and glycerol dehydrogenase" J.Mol.Catal.,. 68. L21-L23 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 中田 伸治: "ヒドロゲナ-ゼを用いたNADH再生系によるオキサロ酢酸の還元" 日本化学会誌. 12号. 1688-1690 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 蓮実 文彦: "水素ガスによるNAD^+還元と脱水素酵素とを組み合わせたギ酸およびイソクエン酸の生産" 日本化学会誌. 1号. 93-96 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 片山 勉: "NADPーdependent alcohol dehydrogenase in Methylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.,. 68. 255-259 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 下田 昌弘: "On the reaction mechanism of propane hydroxylation with Methylosinus trichosporium(OB3b)" J.Mol.Catal.,. 64. L39-L42 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 下田 昌弘: "Effect of cyclopropane treatment of Hethylosinus trichosporium(OB3b) for lower alkane oxidation" J.Mol.Catal.,. 64. 373-380 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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