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光合成細菌のDMSO呼吸における新規電子伝達系の解析

研究課題

研究課題/領域番号 08456044
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学・応用生物化学
研究機関東京大学

研究代表者

山崎 素直  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (00011982)

研究分担者 安保 充  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (00272443)
吉村 悦郎  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (10130303)
大久保 明  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (20111479)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
1997年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
1996年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
キーワードDMSO呼吸系 / 脱窒光合成細菌 / dms遺伝子 / ジメチルスルフォキシド / torオペロン / DMSO呼吸 / DMSO還元酵素 / 光合成細菌 / Rhodobacter sphaeroides / dmsC / 電子供与活性
研究概要

脱窒光合成細菌Rhodobacter sphaeroides f.s.denitrificansは嫌気的明条件下でジメチルスルフォキシド(DMSO)を末端電子受容体としてDMSO呼吸により生育可能である。DMSO呼吸系の末端酵素DMSO reductase(DMSOR)の塩基配列およびX線結晶構造解析が行われ、構造とDMSO還元の機構が俄然注目を集めるに至った。しかしDMSO呼吸は新規な呼吸系であるため、DMSORへの電子供与体をはじめとする呼吸系全体の解析が未知の状態にあり、そこで本研究はこの新規呼吸系を解析することを目的とした。
遺伝子解析によりDMSOR遺伝子(dms A)の上流域を検索したところ、2つのORFの存在が明らかになり、これらがオペロンを形成していることが分かった。この2つのORF(dms B,dms C)のうち、dms Bは低分子膜タンパク、dms Cはヘム分子5個を含む分子量45,000の膜タンパク(cytochromeと思われる)に対応する遺伝子であることが分かった。dms ABCは、大腸菌のtorオペロンと高い相同性を示すことから、dms Cの示す45Kdのタンパク(Dms C)がDMSORへの直接電子供与体であると推察した。一方、Rhodobacter sphaeroidesからDms Cを単離することを試み、cytochrome cタイプのhemeを含むことが分かったが、存在量が少なく単離するに至らなかった。そこで別途遺伝子解析で得られたdms ABCを様々なバリエーションで大腸菌に組み込み大量発現を試みた。その結果、dmsA,dmsB,dmsC,dmsBC,dms ABC大腸菌で発現することに成功したが、すべて細胞内インクルージョンボディとして活性のないかたちで発現し、またヘムcを含んでいなかった。DmsC→DmsAの電子伝達活性を示すためにDmsCの菌体からの大量調製を行ったが、精製は困難を究めたが、どうにか単一にまで精製することができた。ただし、in vitroの再構成実験では電子伝達活性を再現できなかったことから、さらに活性に共役する第三の因子の存在も含めて更なる検討が必要であることが分かった。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (11件)

  • [文献書誌] 宇治家、山本ら: "Nucleotide sequence of the gene encoding dmsc and dmsB in DMSO reopiration from R.sphaeroides." Biochim.Biophys.Aeta. 1277. 1-5 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 安保、大久保、山崎: "Preparative asymmetric deoxygenation of alkylaryl sulfoxide by R.sphaeroides." Tetrahedron:Asymmetry. 8. 345-348 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐藤、佐々木、大久保ら: "Crystallization and Crystallographic stadies of DMSO reductase from R.sphaeroides." Proc.Japan Acad.73(B). 30-32 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ujiiye, I.Yamamoto, H.Nakama, A.Okubo, S.Yamazaki, and T.Satoh: "Nucleotide sequence of the genes, encoding the pentaheme cytochrome (dmsC) and the transmembrane protein (dmsB), involved in dimethyl sulfoxide respiration from Rhodobacter sphaeroides f.sp.denitrificans." Biochim.Biophys.Acta. 1277. 1-5 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Abo, A.Okubo and S.Yamazaki: "Preparative Asymmetric deoxygenation of alkyl aryl sulfoxides by Rhodobacter sphaeroides f.sp.denitrificans" Tetrahedron : Asymmetry. 8. 345-348 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sato, H.Sasaki, A.Okubo, M.Tanokura and S.Yamazaki: "Crystallization and Preliminary Crystallographic Studies of Dimethyl Sulfoxide Reductase from Rhodobacter sphaeroides f.sp.denitrificans." Proc.Japan Acad.73, Ser.B. 30-32 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 許暁原, 安保充, 他: "Trehalose as a osmoprotectant in Rhodobacter sphaeroides" Biosi,Biotech.e Biochem.,.....62(2)(印刷中). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 安保充, 大久保明, 山崎: "Preparative asymmetric deoxygenation of a alkylaryl sulfoxides by" Tetrahedron : Asymmetry. 8(3). 345-348 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤記一, 田之倉, 山崎,: "Crystallization and Pveliminary Crystallographic Studeis of DMSO reductore" Proc. the Japan Academy. 73B(2). 30-32 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ujiie, et al.: "Nucleofide sequence of the glne,encoding dms Card dmsB" Biochem.Biophys.Acta. 1227. 1-5 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ujiiye,I.Yamamoto,H.Nakama,A.Okubo,S.Yamazaki and T.Satoh: "Nucleotide sequence of the genes,encoding the pentaheme cytochrome(dmsC)and the transmembrane protein(dmsB),invdved in dimethyl sulfoxide respiration from.Rhodobacter sahaeraidesf sp denitrificams" Biochimica et Biophysica Acta. 1277. 1-5 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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