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石油の脱硫代謝における新規酵素群のタンパク質工学・分子遺伝学的研究による機能向上

研究課題

研究課題/領域番号 15580063
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 応用微生物学
研究機関鳥取大学

研究代表者

和泉 好計  国立大学法人鳥取大学, 工学部, 教授 (40026555)

研究分担者 田之倉 優  国立大学法人東京大学, 大学院・農学生命化学研究科・応用生命化学専攻, 教授 (60136786)
大城 隆  国立大学法人鳥取大学, 工学部, 講師 (00233106)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2004年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2003年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワードdesulfurization / dibenzothiophene / Rhodococcus erythropolis / desulfinase / DszB / DszC / DszA / Bfl / BdsA / desuofurization
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近年特に注目を集めている.したがってDBTおよびその誘導体の微生物代謝、特に脱硫反応機構の解明の研究は極めて重要な課題である。今までに我々が明らかにしてきたDBTの高脱硫活性のRhodococcus属細菌脱硫系の中で最終段階の酵素DszB(デスルフィナーゼ)は脱硫反応を触媒する新規酵素であり、またDszC、Aとカップルするフラビンレダクターゼは脱硫代謝に重要な役割を演ずる酵素である。そこで本研究では高効率脱硫プロセスの構築を目標としてDszBの立体構造解明とそれに基づく活性、安定性および発現量の向上、およびフラビンレダクターゼの特性解明と効率的な脱硫代謝酵素系の構築を目的として、下記の成果を得た。
1.すでに高発現し酵素化学的特性を解明したDszBの分子遺伝学的特性の解明と結晶化を行った。
2.好熱性非脱硫細菌のフラビンレダクターゼの精製、クローニングを行い、現在同時に高発現させつつある好熱性の脱硫菌由来DszC、Aとの共発現を行い高温域での脱硫反応の最適化を図った。
3.DszB結晶酵素のX線構造解析に基づき、活性部位近傍に存在するアミノ酸残基を置換した種々の変異酵素遺伝子を構築し、変異酵素を発現する大腸菌の無細胞抽出液中での活性を測定したところ、Q65をヒスチジンに置換したDszB(Q65H)の熱安定性、至適温度が野生型DszBを上回ることを見出した。
4.50℃で脱硫することができる好熱性脱硫細菌Bacillus subtilis WU-S2B由来の脱硫酵素BdsC, A, Bを精製し特性の解明を行った。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (9件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Dibenzothiophene Desulfurizing Enzymes from a Moderately Thermophilic Bacterium Bacillus subtilis WU-S2B-Purification, Characterization and Overexpression-2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ohshiro, Y.Ishii, K.Ueda, Y.Izumi, K.Kino, K.Kirimura
    • 雑誌名

      J.Biosci.and Bioeng. (in press)

    • NAID

      210000130368

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analyses of desulfurization enzyme DszB and its C27S mutant complexed with biphenyl-2-sulfinic acid2004

    • 著者名/発表者名
      W.C.Lee, T.Ohshiro, T.Matsubara, Y.Izumi, M.Tanokura
    • 雑誌名

      Acta.Crystallogr D60

      ページ: 1636-1638

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Thermostable falvin reductase that couples with dibenzothiophene monooxygenase, from Bacillus sp.DSM411 : Purification, characterization, and gene cloning2004

    • 著者名/発表者名
      T.Ohshiro, H.Yamada, Y.Shimoda, T.Matsubara, Y.Izumi
    • 雑誌名

      Biosci.Biotechnol.Biochem. 68(8)

      ページ: 1712-1721

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analyses of desulfurization enzyme DszB and its C27S mutant complexed with biphenyl-2-sulfinic acid2004

    • 著者名/発表者名
      W.C.Lee, T.Ohshiro, T.Matsubara, Y.Izumi, M.Tanokura
    • 雑誌名

      Acta.Crystallogr D 60

      ページ: 1636-1638

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analyses of desulfurization enzyme DszB and its C27S mutant complexed with biphenyl-2-sulfinic acid2004

    • 著者名/発表者名
      W.C.Lee, T.Ohshiro, T.Matsubara, Y.Izumi, M.Tanokura
    • 雑誌名

      Acta.Cryst.allogr D60

      ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermostable falvin reductase that couples with dibenzothiophene monooxygenase, from Bacillus sp. DSM411: Purification, characterization, and gene cloning2004

    • 著者名/発表者名
      T.Ohshiro, H.Yamada, Y.Shimoda, T.Matsubara, Y.Izumi
    • 雑誌名

      Biosci.Biotechnol.Biochem. 68(8)

      ページ: 1712-1721

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Biosynthesis of ε-poly-L-lysine in a cell-free system of Streptomyces albulus2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kawai, T.Kubota, J.Hiraki, Y.Izumi
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Commun. 311

      ページ: 635-640

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 石油の硫黄・窒素・金属の除去2003

    • 著者名/発表者名
      大城 隆, 和泉好計
    • 雑誌名

      農芸化学の事典

      ページ: 757-760

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 電解生成水によるズブチリシン,α-アミラーゼおよびリパーゼの活性化2003

    • 著者名/発表者名
      原 安夫, 小林健治, 和泉好計
    • 雑誌名

      日本食品科学工学会誌 50

      ページ: 563-569

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kawai, T.Kubota, J.Hiraki, Y.Izunmi: "Biosynthesis of ε-poly-L-lysine in a cell-free system of Streptomyces albulus"Biochem.Biophys.Res.Commun. 311. 635-640 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大城 隆, 和泉好計: "石油の硫黄・窒素・金属の除去"農芸化学の事典. 757-760 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 原 安夫, 小林健治, 和泉好計: "電解生成水によるズブチリシン,α-アミラーゼおよびリパーゼの活性化"日本食品科学工学会誌. 50. 563-569 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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