構造生物学的研究によるanammox菌特有ヒドラジン合成酵素系の反応機構解明

• 研究課題/領域番号: 25850076
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 崇城大学
• 研究代表者: 平 大輔 崇城大学, 生物生命学部, 准教授 (00569890)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: anammox / ヘムタンパク質 / ヒドラジン合成 / 結晶構造解析

研究成果の概要

本研究では、anammox菌のヒドラジン合成酵素（HZS）とヘテロ2量体シトクロムc(NaxLS)からなるヒドラジン合成酵素系について、分光学的測定・X線結晶構造解析などにより、その反応機構を解明することを目的とした。まず、NaxLSへの部位特異的変異導入によるヒドラジン合成反応への影響検討を行い、NaxLSの還元がヒドラジン合成に必須であることを明らかとし、反応過程においてNaxLSからHZSへの電子伝達が必須であることが強く示唆された。また、HZSのX線結晶構造解析を行い、HZSがβプロペラ構造をもつことを明らかとした。さらにHZSとNaxLS複合体の結晶化条件を明らかとした。

研究成果

• [雑誌論文] Physiological Characterization of Anaerobic Ammonium Oxidizing Bacterium “Candidatus Jettenia caeni” (2014)
  • 著者名/発表者名: Ali M, Oshiki M, Awata T, Isobe K, Kimura Z, Yoshikawa H, Hira D, Kindaichi T, Satoh H, Fujii T, Okabe S.
  • 雑誌名: Environmental microbiology 巻: in press 号: 6 ページ: 2172-2189
  • DOI: 10.1111/1462-2920.12674
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of nitric oxide catalyzed by hydroxylamine oxidoreductase from an anammox bacterium. (2014)
  • 著者名/発表者名: Irisa T., Hira D., Furukawa K., Fujii T.
  • 雑誌名: J Biosci Bioeng, 巻: 118 ページ: 616-621
  • NAID: 110009900843
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 化学修飾されたチロシンが配位したヘムを有するanammox菌由来のシトクロムc (2015)
  • 著者名/発表者名: 平 大輔, 能登原 暁穂, 中村 照也, 山縣 ゆり子, 古川 憲治, 藤井 隆夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山県岡山市岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] anammox菌特有ヒドラジン合成酵素の構造と機能の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 市川智美, 平 大輔, 中村照也, 山縣ゆり子, 古川憲治, 藤井隆夫
  • 学会等名: 第21回日本生物工学会九州支部熊本大会
  • 発表場所: 熊本県熊本市熊本大学
  • 年月日: 2014-12-06
• [学会発表] Hydrazine synthase from an anammox bacterium strain KSU-1 (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Hira, Hiroki Okubo, Satomi Ichikawa, Kenji Furukawa, Takao Fujii
  • 学会等名: THE SECOND INTERNATIONAL ANAMMOX SYMPOSIUM
  • 発表場所: Seoul, Korea
• [学会発表] 嫌気的アンモニア酸化の分子機構と電子伝達 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平大輔、入佐達也、中村照也、山縣ゆり子、古川憲治、藤井隆夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市パシフィコ横浜
  • 招待講演
• [学会発表] anammox菌のヘテロ2量体シトクロムc(NaxLS)の部位特異的変異導入とそのヒドラジン合成反応への影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 市川智美、大久保寛幹、平大輔、藤井隆夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市パシフィコ横浜
• [産業財産権] ヒドラジン合成法 (2013)
  • 発明者名: 藤井隆夫、平 大輔、大久保寛幹
  • 権利者名: 学校法人君が淵学園
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-237127
  • 出願年月日: 2013-11-15