微生物の新規窒素代謝系の解明

• 研究課題/領域番号: 20248009
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 祥雲 弘文 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 名誉教授 (70012036)
• 研究分担者: 佐々木 康幸 東京農業大学, 応用生物科学部, 助教 (50398814) ; 伏信 進矢 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (00302589) ; 若木 高善 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 研究員 (70175058)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 46,410千円 (直接経費: 35,700千円、間接経費: 10,710千円); 2011年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2010年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円); 2009年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円); 2008年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
• キーワード: 微生物代謝 / 窒素代謝 / 脱窒 / Fusarium oxysporum / 亜硝酸還元酵素 / nirK / 共脱窒 / N2O / 放線菌の硝酸呼吸 / 硝酸還元酵素 / フラボヘモグロビン / P450nor

研究概要

真菌(カビ)と細菌(放線菌と脱窒細菌)の新規な窒素代謝系の研究を行った。カビ脱窒系では亜硝酸還元酵素NirKの遺伝子取得に成功し、その研究を通じてミトコンドリアの起源と進化に関して新たな視点をもたらした。さらに、カビの共脱窒、S.coelicolorの新規窒素代謝、N2_O発生抑止型脱窒菌であるP.stutzeriTR2株の脱窒特性および生残性に関して、詳細な解析を行った。

研究成果

• [雑誌論文] anitrite-denitrifying bacterium isolated from nitrifying-denitrifying activated sludge collected from a laboratory-scale bioreactor treating piggery wastewater (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Matsuoka, S. Park, S.-Y. An, M.Miyahara, S.-W. Kim, K. Kamino, S. Fushinobu, A. Yokota, T. Wakagi, and H. Shoun, Advenella faeciporci sp. nov.
  • 雑誌名: Int. J. Syst. Evol. Microbiol 巻: 62 号: Pt_12 ページ: 2986-2990
  • DOI: 10.1099/ijs.0.037440-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Survival of the Aerobic Denitrifier <I>Pseudomonas stutzeri</I> Strain TR2 during Co-Culture with Activated Sludge under Denitrifying Conditions (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Miyahara, S.-W. Kim, S. Zhou, S.Fushinobu, T. Yamada, W. Ikeda-Ohtsubo, A. Watanabe, K. Miyauchi, G. Endo, T. Wakagi, and H. Shoun
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 76 号: 3 ページ: 495-500
  • DOI: 10.1271/bbb.110785
  • NAID: 10030750520
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fungal denitrification and nitric oxide reductase cytochrome P450nor (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Shoun, S. Fushinobu, L. Jiang, S.-W.Kim, and T. Wakagi
  • 雑誌名: Phil. Trans. R. Soc. B 巻: 367 号: 1593 ページ: 1186-1194
  • DOI: 10.1098/rstb.2011.0335
• [雑誌論文] Bioaugmentation of a wastewater bioreactor system with the nitrous oxide-reducing denitrifier Pseudomonas stutzeri strain TR2 (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Ikeda-Ohtsubo
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng. 巻: 115 号: 1 ページ: 37-42
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2012.08.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional analysis and subcellular location of two flavohemoglobins from Aspergillus orizae (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Zhou, S. Fushinobu, S.-W. Kim, Y.Nakanishi, J.-I. Maruyama, K. Kitamoto, T. Wakagi, and H. Shoun
  • 雑誌名: Fungal Genet. Biol 巻: 48 号: 2 ページ: 200-207
  • DOI: 10.1016/j.fgb.2010.08.011
• [雑誌論文] Functional analysis and subcellular location of two flavohemoglobins from Aspergillus orizae. (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Zhou, S.Fushinobu, S.-W.Kim, Y.Nakanishi, J.-I.Maruyama, K.Kitamoto, T.Wakagi, H.Shoun
  • 雑誌名: Fungal Genet.Biol. 48 ページ: 200-207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional analysis and subcellular location of two flavohemoglobins from Aspergillus oryzae (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Zhou, S.Fushinobu, S.-W.Kim, Y.Nakanishi, J.-I.Maruyama, K.Kitamoto, T.Wakagi, H.Shoun
  • 雑誌名: Fungal Genet.Biol. 巻: 48 ページ: 200-207
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Possible Involvement of Copper-Containing Nitrite Reductase (NirK) and Flavohemoglobin in Denitrification by the Fungus Cylindrocarpon tonkinense (2010)
  • 著者名/発表者名: S.-W. Kim, S. Fushinobu, S. Zhou, T. Wakagi, and H. Shoun
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 74 号: 7 ページ: 1403-1407
  • DOI: 10.1271/bbb.100071
  • NAID: 10027557190
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
• [雑誌論文] Potential of aerobic denitrification by Pseudomonas stutzeri TR2 to reduce nitrous oxide emissions from wastewater treatment plants (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Miyahara, S.-W. Kim, S. Fushinobu, K.Takaki, T. Yamada, A. Watanabe, K. Miyauchi, G. Endo, T. Wakagi, and H. Shoun
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol 巻: 76 号: 14 ページ: 4619-4625
  • DOI: 10.1128/aem.01983-09
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aspergillus oryzae flavohemoglobins promote oxidative damage by hydrogen peroxide (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Zhou, S. Fushinobu, S.-W. Kim, Y.Nakanishi, T. Wakagi, and H. Shoun
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Comm 巻: 394 号: 3 ページ: 558-561
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2010.03.018
• [雑誌論文] A Eukaryotic Copper-Containing Nitrite Reductase Derived from a NirK Homolog Gene of Aspergillus oryzae (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakanishi, S. Zhou, S.-W. Kim, S. Fushinobu, J. Maruyama, K. Kitamoto, T. Wakagi, and H. Shoun
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 74 号: 5 ページ: 984-991
  • DOI: 10.1271/bbb.90844
  • NAID: 10027554990
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
• [雑誌論文] Nitrous oxide emission from nitrifying activated sludge dependent on denitrification by ammonia-oxidizing bacteria (2010)
  • 著者名/発表者名: S.-W. Kim, M. Miyahara, S. Fushinobu, T.Wakagi, and H. Shoun
  • 雑誌名: Bioresour. Technol 巻: 101 号: 11 ページ: 3958-3963
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2010.01.030
• [雑誌論文] The possible involvement of copper-containing nitrite reductase (NirK) and flavohemoglobin in denitrification by the fungus Cylindrocarpon tonkinense. (2010)
  • 著者名/発表者名: S.-W.Kim, S.Fushinobu, S.Zhou, T.Wakagi, H.Shoun
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 74 ページ: 1403-1407
  • NAID: 10027557190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aspergillus oryzae flavohemoglobins promote oxidative damage by hydrogen peroxide. (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Zhou, S.Fushinobu, S.-W.Kim, Y.Nakanishi, T.Wakagi, H.Shoun
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Comm. 394 ページ: 558-561
  • 査読あり
• [雑誌論文] A eukaryotic copper-containing nitrite reductase derived from a NirK homolog gene of Aspergillus orizae (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakanishi, S.Zhou, S.-W.Kim, S.Fushinobu, J.Maruyama, K.Kitamoto, T.Wakagi, H.Shoun
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 74 ページ: 984-991
  • 査読あり
• [雑誌論文] The possible involvement of copper-containing nitrite reductase (NirK) and flavohemoglobin in denitrification by the fungus Cylindrocarpon tonkinense (2010)
  • 著者名/発表者名: S.-W.Kim, S.Fushinobu, S.Zhou, T.Wakagi, H.Shoun
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 巻: 74 ページ: 1403-1407
  • NAID: 10027557190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential of aerobic denitrification by Pseudomonas stutzeri TR2 to reduce nitrous oxide emissions from wastewater treatment plants (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Miyahara, S.-W.Kim, S.Fushinobu, K.Takaki, T.Yamada, A.Watanabe, K.Miyauchi, G.Endo, T.Wakagi, H.Shoun
  • 雑誌名: Appl.Environ.Microbiol. 巻: 76 ページ: 4619-4625
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regio- and stereospecificity of filipin hydroxylation sites revealed by crystal structures of cytochrome P450 105P1 and 105D6 from Streptomyces avermitilis (2010)
  • 著者名/発表者名: L-H.Xu, S.Fushinobu, S.Takamatsu, T.Wakagi, H.Ikeda, H.Shoun
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 285 ページ: 16844-16853
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aspergillus oryzae flavohemoglobins promote oxidative damage by hydrogen peroxide (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Zhou, S.Fushinobu, S.-W.Kim, Y.Nakanishi, T.Wakagi, H.Shoun
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Comm. 巻: 394(3) ページ: 558-561
  • 査読あり
• [雑誌論文] A eukaryotic copper-containing nitrite reductase derived from a NirK homolog gene of Aspergillus oryzae (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakanishi, S.Zhou, S.-W.Kim, S.Fushinobu, J.Maruyama, K.Kitamoto, T.Wakagi, H.Shoun
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 巻: 74(5) ページ: 984-991
  • NAID: 10027554990
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitrous oxide emission from nitrifying activated sludge dependent on denitrification by ammonia-oxidizing bacteria (2010)
  • 著者名/発表者名: S.-W.Kim, M.Miyahara, S.Fushinobu, T.Wakagi, H.Shoun
  • 雑誌名: Bioresour.Technol. 巻: 101(11) ページ: 3958-3963
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eukaryotic nirK genes encoding copper-containing nitrite reductase: originating from theprotomitochondrion? (2009)
  • 著者名/発表者名: S.-W. Kim, S. Fushinobu, S. Zhou, T. Wakagi, and H. Shoun
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol 巻: 75 号: 9 ページ: 2652-2658
  • DOI: 10.1128/aem.02536-08
• [雑誌論文] Cloning and characterization of two flavohemoglobins from Aspergillus oryzae (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Zhou, S. Fushinobu, Y. Nakanishi, S.-W. Kim, T. Wakagi, and H. Shoun
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Comm 巻: 381 号: 1 ページ: 7-11
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2009.01.112
• [雑誌論文] Eukaryotic nirK genes encoding copper-containing nitrite reductase : originating from the protomitochondrion? (2009)
  • 著者名/発表者名: S.-W.Kim, S.Fushinobu, S.Zhou, T.Wakagi, H.Shoun
  • 雑誌名: Appl.Environ.Microbiol. 75 ページ: 2652-2658
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eukaryotic nirK genes encoding copper-containing nitrite reductase : originating from the protomitochondrion? (2009)
  • 著者名/発表者名: S.-W.Kim, S.Fushinobu, S.Zhou, T.Wakagi, H.Shoun
  • 雑誌名: Appl.Environ.Microbiol. 巻: 75(9) ページ: 2652-2658
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cloning and characterization of two flavohemoglobins from Aspergillus oryzae (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Zhou, S. Fushinobu, Y. Nakanishi, S.-W. Kim, T. Wakagi, and H. Shoun
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Comm. 381(1) ページ: 7-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eukaryotic nirK genes encoding copper?containing nitrite reductase: originating from the protomitochondrion? (2009)
  • 著者名/発表者名: S -W. Kim, S. Fushinobu, S. Zhou, T. Wakagi, and H. Shoun
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol. (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 放線菌の新規窒素代謝経路の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小口悠、佐々木康幸、小林卓矢、高谷直樹、矢嶋俊介、池田治生、高野英晃、大澤貫寿、祥雲弘文
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] バイオオーギュメンテーションによる、廃水処理場から放出される温室効果ガスN2Oの抑止 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松岡 真生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Distribution, structure and function of fungal nitric oxide reductase (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Shoun
  • 学会等名: Royal Society Theo Murphy meeting “Nitrous oxide: the forgotten greenhouse gas”
  • 発表場所: Buckinghamshire, UK
  • 招待講演
• [学会発表] 養豚糞尿廃水処理場の活性汚泥からのN2O抑止に寄与する有用脱窒菌の単離、廃水処理場への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松岡真生, 宮原盛雄, 金尚完, 伏信進矢, 渡辺昭, 若木高善, 祥雲弘文
  • 学会等名: 第10回東京大学生命科学研究ネットワークシンポジウム
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2010-05-01
• [学会発表] 嫌気条件下におけるStreptomyces coelicolorのプロテオーム解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石山正宗、矢嶋俊介、大澤貫寿、祥雲弘文、佐々木康幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 放線菌における異化型硝酸塩還元酵素の関連した新規窒素代謝系の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎良、佐々木康幸、高谷直樹、矢嶋俊介、池田治生、高野英晃、大澤貫寿、祥雲弘文
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 放線菌における新規窒素代謝系の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木康幸、森谷健太、高谷直樹、山崎良、矢嶋俊介、大澤貫寿、祥雲弘文
  • 学会等名: 日本農芸化学会2009年度大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 嫌気条件下における Streptomyces coelicolor のプロテオーム解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石山正宗、矢嶋俊介、大澤貫寿、祥雲弘文、佐々木康幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 嫌気条件下におけるStreptomyces coelicolorプロテオーム解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石山正宗、矢嶋俊介、大澤貫寿、祥雲弘文、佐々木康幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京都世田谷区
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 放線菌における異化型硝酸塩還元酵素の関連した新規窒素代謝系の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎良、佐々木康幸、高谷直樹、矢嶋俊介、池田治生、高野英晃、大澤貫寿、祥雲弘文
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京都世田谷区
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 放線菌由来フラボヘモグロビンパラログに関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤慶一、池田宗一郎、吉本明弘、黒木進吾、矢嶋俊介、池田治生、大澤貫寿、祥雲弘文、佐々木康幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2009年度大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 養豚糞尿廃水処理場の活性汚泥からのN2O抑止に寄与する有用脱窒菌の単離、廃水処理場への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松岡真生、宮原盛雄、金尚完、伏信進矢、渡辺昭、若木高善、祥雲弘文
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京都世田谷区
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 養豚糞尿排水処理場の活性汚泥からのN2O抑止に寄与する有用脱窒菌の単離、廃水処理場への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松岡真生、宮原盛雄、金尚完、伏信進矢、渡辺昭、若木高善、祥雲弘文
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部2009年度大会
  • 発表場所: 東京都町田市
  • 年月日: 2009-10-31
• [学会発表] Crystal Structures of filipin hydroxylase (CYP105P1 and CYP105D6) from Streptomyces avermitilis (2009)
  • 著者名/発表者名: Lianhua Xu, Shinya Fushinobu, Haruo Ikeda, Takayoshi Wakagi, Hirofumi Shoun
  • 学会等名: 16th International Conference on Cytochrome P450
  • 発表場所: 沖縄県名護市
  • 年月日: 2009-06-21
• [学会発表] NADH-peroxidase activity of multi-functional detoxifying enzyme, P450nor (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Shoun, Satoshi Nakaya, Taizo Kurose, Mio Ozaki, Shinya Fushinobuu, Takayoshi Wakagi
  • 学会等名: 16th International Conference on Cytochrome P450
  • 発表場所: 沖縄県名護市
  • 年月日: 2009-06-21
• [学会発表] Altering the substrate specificity of P450foxy (2009)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Ogawa, Shinya Fushinobu, Takayoshi Wakagi, Hirofumi Shoun
  • 学会等名: 16th International Conference on Cytochrome P450
  • 発表場所: 沖縄県名護市
  • 年月日: 2009-06-21
• [学会発表] 放線菌由来フラボヘモグロビンパラログに関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: ○加藤慶一、池田宗一郎、吉本明弘、黒木進吾、矢嶋俊介、池田治夫、大澤貫寿、祥雲弘文、佐々木康幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2009年度大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 消化汚泥からの亜酸化窒素(N20)発生要因の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: ○金尚完、宮原盛雄、伏信進矢、渡辺昭、若木高善、祥雲弘文
  • 学会等名: 日本農芸化学会2009年度大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 好気脱窒菌Peseudomonas stutzeriTR2株のN20発生抑止メカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: ○宮原盛雄、金尚完、山田剛史、伏信進矢、渡辺昭、遠藤銀朗、若木高善、祥雲弘文
  • 学会等名: 日本農芸化学会2009年度大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 放線菌における新規窒素代謝系の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: ○佐々木康幸、森谷健太、高谷直樹、山崎良、矢嶋俊介、大澤貫寿、祥雲弘文
  • 学会等名: 日本農芸化学会2009年度大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 多機能酵素シトクロムP450nor (2009)
  • 著者名/発表者名: ○祥雲弘文、伏信進矢、若木高善
  • 学会等名: 日本農芸化学会2009年度大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 脱窒真菌Fusarium oxysporumのnirK遺伝子 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金尚完、伏信進矢、若木高善、○祥雲弘文
  • 学会等名: 第24回日本微生物生態学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-11-26
• [学会発表] 脱窒真菌Fusarium solaniによる共脱窒の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: ○江黎、伏信進矢、若木高善、祥雲弘文
  • 学会等名: 第24回日本微生物生態学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-11-26
• [学会発表] 真菌Cylindrocarpon tonkineseの脱窒条件において誘導される遺伝子 (2008)
  • 著者名/発表者名: ○金尚完、伏信進矢、若木高善、祥雲弘文
  • 学会等名: 第24回日本微生物生態学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-11-26
• [学会発表] 糸状菌Aspergillus oryzsaeにおける二つFlavohemoglobinの機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: ○周勝敏、中西義人、金尚完、伏信進矢、若木高善、祥雲弘文q
  • 学会等名: 第24回日本微生物生態学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-11-26
• [備考]
  • URL: http://enzyme13.bt.a.u-tokyo.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://enzyme13.bt.a.u-tokyo.ac.jp/