酢酸耐性機構の分子生物学的研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03F00766
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 松下 一信 山口大学, 農学部, 教授
• 研究分担者: TRCEK Janja 山口大学, 農学部, 外国人特別研究員
• キーワード: 酢酸耐性能 / アルコール脱水素酵素 / Gluconoacetobacter europaeus / Acetobacter aceti / 高度酢酸耐性酢酸菌 / 細胞膜

研究概要

酢酸菌はエタノールを酸化して酢酸を高濃度に培地中に蓄積する。そのため、他の細菌にみられない高い酢酸耐性能を有している。しかしながら、この酢酸耐性能は酢酸菌の菌株によっても大きく異なっており、特にヨーロッパで酢酸発酵に用いられているGluconoacetobacter europaeus(高度酢酸耐性菌)は15%もの高濃度の酢酸を蓄積する事ができるが、日本国内で用いられる酢酸菌Acetobacter aceti(中度酢酸耐性菌)は5-6%の酢酸しか蓄積することができない。本研究では、欧州の食酢産業で盛んに用いられている高度酢酸耐性菌とわが国で主に用いられている中度酢酸耐性菌の酢酸耐性機構を比較研究することで、酢酸菌の酢酸耐性機構とその機構に関与する遺伝子を明らかにするとともに、この酢酸耐性へのアルコール酸化反応に関与するアルコール脱水素酵素(ADH)機能の影響についても検討することを目的としている。
これまでに、Janja Trcek博士は、いくつかの高度酢酸耐性菌の分子系統学的解析をすすめるとともに、それらの菌株の実験室培養条件、細胞膜調製条件、ADH活性測定条件を検討して、それらの条件の確立に成功した。現在は、さらにそれら高度酢酸耐性菌からのADHの分離精製をすすめているところである。
それと並行して、松下は中度酢酸耐性菌におけるADH機能の解明をそれらの欠損変異株を用いることですすめるとともに、中度酢酸耐性菌におけるの酢酸耐性に関連する膜構造成分および細胞膜タンパク質成分の解析をすすめているところである。

研究成果

• [文献書誌] P.Chinnawirotpisan, K.Matsushita, H.Toyama, O.Adachi, S.Limtong, G Theeragool: "Purification and Characterization of Two NAD-dependent Alcohol Dehydrogenases (ADHs) Induced in the Quinoprotein ADH-Deficient Mutant of Acetobacter pasteurianus SKU1108"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 67. 958-965 (2003)
• [文献書誌] P.Chinnawirotpisan, G Theeragool, S.Limtong, H.Toyama, O.Adachi, K.Matsushita: "Quinoprotein Alcohol Dehydrogenase Works for Catabolic Acetate Production, while NAD- dependent Alcohol Dehydrogenase Does for Ethanol Assimilation, in Acetobacter pasteurianus SKU1108"J.Biosci.Bioeng.. 96. 564-571 (2003)
• [文献書誌] Trcek, J., Trebar D.: "Gene encoding PQQ-dependent alcohol dehydrogenase : a phylogenetic marker and a target or species identification of acetic acid bacteria."for publication to International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. (Submitted).
• [文献書誌] K.Matsushita, H.Toyama, O.Adachi: "Respiratory Chains in Acetic Acid Bacteria : Membrane-bound Periplasmic Sugar and Alcohol Respirations"Respiration in Archaea and Bacteria. : Diversity of Prokaryotic Respiratory Systems (D.Zannoni ed.). Vol.2. (2004)
• [文献書誌] Trcek, J., Matsushita, K., Toyama, H., Adachi, O., Trebar, D.: "Gene encoding PQQ-dependent alcohol dehydrogenase : a phylogenetic marker and target for species identification of acetic acid bacteria."1st FEMS Congress of European Microbiologists, Slovenia, Ljubljana, June 29-July 3, 2003.Abstract book.Delft, The Netherlands(Avsic-Zupanc, T.eds). (2003)