研究課題
基盤研究(S)
(1)カビ脱窒系の分子機構解明:脱窒真菌Fusarium oxysporumなど3種のカビから、脱窒系鍵酵素である銅含有型亜硝酸還元酵素(NirK)遺伝子(nirK)の単離に成功し、以前F.oxysporumから単離・精製したNirKタンパク質が同遺伝子の産物であることを示した。さらにカビnirKおよび脱窒系は原ミトコンドリア起源であることを示し、ミトコンドリアの起源と進化に関する重要な新知見をもたらした。F.oxysporumの硝酸還元系は、脱窒細菌には知られていないキノン直結型ギ酸脱水素酵素との共役など、非脱窒型硝酸呼吸を行う大腸菌などの系と似ていることを明らがにした。以上の成果は、自然界におけるカビ脱窒の普遍性を明らかにしたものとしての意義を持つ。(2)シトクロムP450norの反応機構解明:カビ脱窒系のNO還元酵素であるP450norは、KADHからの2電子を直接受取るという異例の電子伝達を行う。P450nor-NADアナログと複合体のX線結晶構造解析の成功などにより本酵素の反応機構の詳細を明らかにした。これら成果は生物無機化学などを含む広範な分野で注目されることとなった。(3)カビのアンモニア発酵と嫌気的生育:アンモニア発酵は、硝酸同化系が異化的に使われる最初の例である。その機構を遺伝子レベルで明らかにした。またF.oxysporumのヘテロ乳酸発酵とアンモニア発酵との関連を示した。以上の成果(1〜3項)は、従来好気的生物と考えられていた土壌真菌の少なくとも一部は、通性嫌気性生物であることを初めて示したものである。(4)その他のサブテーマ:カビの共脱窒反応が化学反応ではなく、生物反応であることを示した。放線菌による有機窒素の無機化代謝の解明を進め、絶対好気性と言われる放線菌での嫌気呼吸系の存在を明らかにした。温室効果ガス削減を目的とする好気脱窒細菌の単離と解析を行った。これらはいずれも代表者のオリジナルな成果である。
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