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微生物におけるジベンゾチオフェンの脱硫代謝系新規酵素類の特性解明と機能改変

研究課題

研究課題/領域番号 13650857
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物・生体工学
研究機関鳥取大学

研究代表者

和泉 好計  鳥取大学, 工学部, 教授 (40026555)

研究分担者 大城 隆  鳥取大学, 工学部, 講師 (00233106)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2002年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2001年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードジベンゾチオフェン(DBT) / DBT脱硫菌 / DszB / HBSPiデスルフィナーゼ / HBPSiデスルフィナーゼ / DszC / ジベンゾチオフェン / 脱硫菌 / DszA / フラビンレダクターゼ / Rhodococcus erythropolis / 好熱性Bacillus / モノオキシゲナーゼ
研究概要

石油中の難除去性含硫化合物ジベンゾチオフェン(DBT)は、石油の燃焼の際に亜硫酸ガスを生成し大気中に放出されて酸性雨の原因物質となることから地球環境問題のターゲット物質の一つとして近年特に注目を集めている.本研究では高効率脱硫プロセスの構築を目標に、DszBとフラビンレダクターゼに重点をおき脱硫代謝全酵素系の特性解明と酵素活性・安定性向上のための機能向上・改変を目的として以下の結果を得た。
(1)DBT脱硫菌由来のフラビンレダクターゼの特性解明
DBT脱硫酵素系のモノオキシゲナーゼ活性に必須のフラビンレダクターゼをRhodococcu erythropolis D-1から均一に精製し、諸性質を明らかにするとともにその遺伝子を大腸菌に組込み酵素を大量発現させた。本酵素はフラビンを含有せず、NADHに対する特異性が高かった。また80℃,30分間の熱処理後も30%活性を保持していた。
(2)DBT非脱硫細菌由来のフラビンレダクターゼの特性解明
DBT脱硫酵素系のモノオキシゲナーゼ活性に必須のフラビンレダクターゼをDBT非脱硫細菌Paenibacillus polymyxa A-1株から精製した。
(3)DszBの大量発現と酵素の特性解明
Rhodococcus erythropolis D-1におけるDBT脱硫代謝系の最終段階を触媒するDszB酵素遺伝子をシャペロニン遺伝子groEL/ESとともに大腸菌に導入して酵素を大量発現した。組換えDszB酵素は至適温度35℃,基質HBPSiに対するKm値、k_<cat>値はそれぞれ8.2μMおよび0.123s^<-1>であった。DszBはまた反応生成物2-HBPによって阻害を受けた(Ki=0.25mM)。しかしもう一つの反応生成物亜硫酸イオンには阻害されなかった。基質特異性は非常に高くHBPSi以外ではフェニルベンゼンスルフィン酸にのみ活性があった。以上のことから本酵素は新規酵素と考えられ、HBPSiデスルフィナーゼと命名した。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] Yoshikazu Izumi: "Purification, characterization, and overexpression of flavin reductase involoved in dibenzothiophene desulfurization by Rhodococcus erythropolis D-1"Applied and Environmental Microbiology. 67,2. 1179-1184 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshikazu Izumi: "Purification and characterization of enzymes involved in desulfurization of dibenzothiophene in fossil fuels"Journal of Molecular Catatysis B. Enzymatic. 11,2. 1061-1064 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshikazu Izumi: "A Novel enzyme, 2-hydroxybiphenyl-2'-sulfinate desulfinase (DszB) from dibenzothiophene desulfurizing bacterium, Rhodococcus erythropolis KA2-5-1: Gene overexpression and enzyme characterization"Biochemica et Biophysica Acta. 1598. 122-130 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Matsubara, T. Ohshiro, Y. Nishina and Y. Izumi: "Purification, characterization, and overexpression of flavin reductase involved in dibenzothiophene desulfurization by Rhodococcus erythropolis D-1"Applied and Environmental Microbiology. 67(2). 1179-1184 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Ohshiro and Y. Izumi: "Purification and characterization of enzymes involved in desulfurization of dibenzothiophene in fossil fuels"Journal of Molecular Catatysis B. Enzymatic. 11(2). 1061-1064 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakayama, T. Matsubara, T.Ohshiro, Y. Moroto, Y. Kawata, K. Koizumi, Y. Hirakawa, M. Suzuki, K. Maruhashi, Y. Izumi, and R. Kurane: "A novel enzyme, 2-hydroxybiphenyl-2-sulfinate desulfinase (DszB) from dibenzothiophene desulfurizing bacterium, Rhodococcus erythropolis KA2-5-1: Gene overexpression and enzyme characterization"

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshikazu Izumi: "A novel enzyme, 2-hydroxybiphenyl-2'-sulfinate desulfinase (DszB) from dibenzothiophene desulfurizing bacterium, Rhodococcus erythropolis KA2-5-1 : Gene overexpression and enzyme characterization"Biochimica et Biophysica Acta. 1598. 122-130 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshikazu Izumi: "Purification and characterization of enzymes involved in desutfurization of dibenzothiophene in fossil fuels"J. Mol. Cat. B. Enzymatic. 11.3. 1061-1064 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshikazu Izumi: "Purification, characterization, and overexpression of flavin reductase involved in dibenzothiophene desulfurization by Rhodococcus erythropolis D-1"Appl. Environ. Microbiol.. 67.1. 1179-1184 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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