| 研究課題/領域番号 |
15H02836
|
|---|
| 研究機関 | 茨城大学 |
|---|
研究代表者 |
木村 成伸 茨城大学, 工学部, 教授 (90291608)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| キーワード | シアノバクテリア / 電子伝達 / 光合成 |
|---|
| 研究実績の概要 |
植物型光合成微生物であるシアノバクテリアは，光エネルギーを用いた効率的なエネルギー生産や環境汚染物質分解等の物質変換に有用な微生物である。本研究では，シアノバクテリア利用の鍵となるシアノバクテリアに特徴的な電子供給系の全体像の解明を進めるとともに，多様な有機化合物を代謝・分解できる新規シアノバクテリア株の作製を目指している。2年目であるH28年度の研究実績の概要は，以下の通りである。
1. シアノバクテリア細胞内でのビフェニル分解細菌由来電子伝達系タンパク質への電子供給経路の探索
初年度に引き続き，大腸菌E. coli JM109/pCBCA6株を用いたスクリーニング系を利用して，ビフェニル分解細菌Acidovorax sp. KKS102株由来の電子伝達系タンパクBphA3への電子供給タンパク質候補の絞り込みを行った。その結果，これまでに明らかになっていたシアノバクテリア由来の光合成系フェレドキシン還元酵素に加え，チオレドキシン還元酵素も電子供給体である可能性が高いことが明らかとなった。
2. 薬物代謝酵素導入シアノバクテリア株の改良
ラット由来由来シトクロムP450 1A1遺伝子を導入した2-クロロベンゾ-p-ダイオキシン（2-CDD）分解性シアノバクテリアを改良するために，遺伝子発現プロモータを光誘導型プロモータに置換した遺伝子発現用プラスミドを構築してシアノバクテリアに導入し，導入遺伝子の発現を確認した。また，前年度に引き続きシアノバクテリア内での異種タンパク遺伝子発現系を改良するために，シアノバクテリア特有の開始コドン上流の非シャイン・ダルガーノ（SD）型翻訳開始塩基配列の発現への影響についての確認実験を進めている。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
シアノバクテリア細胞内でのビフェニル分解細菌由来電子伝達系タンパク質の電子供給経路の探索に関しては，当初計画ではH28年度中に候補タンパク質を単離・精製して電子伝達活性の速度論的解析を開始する予定であったが，この解析には着手できなかった。遅れた理由は，スクリーニング系で用いている代謝産物の不安定性が明らかとなり，候補タンパク質のビフェニル代謝能の定量的解析に手間取ったためである。
薬物代謝酵素導入シアノバクテリア株の改良に関しては，光誘導型発現プラスミドの構築と発現確認は達成できたが，発現プラスミド構築に手間取ったために2-CDD分解活性の確認が遅れている。
シアノバクテリア特有の開始コドン上流の非シャイン・ダルガーノ（SD）型翻訳開始塩基配列の発現への影響については，残念ながら前年度の結果の定量的かつ明確な再現性が確認できず，当初の予定よりも遅れている。長時間培養による変異体シアノバクテリアの目的遺伝子発現量の低下が原因である可能性もでてきたため，再確認が必要である。
|
| 今後の研究の推進方策 |
シアノバクテリア細胞内でのビフェニル分解細菌由来電子伝達系タンパク質の電子供給経路の探索については，BphA3への電子供与体である可能性の高いチオレドキシン還元酵素の単離・精製と電子伝達活性の速度論的解析を優先して進める。また，引き続き候補タンパクの探索も進める。
薬物代謝酵素導入シアノバクテリア株の改良については，作製した光誘導型発現プラスミド導入シアノバクテリア株の2-CDD分解活性を早急に確認し，必要に応じて改良を進める。シアノバクテリア特有の開始コドン上流の非シャイン・ダルガーノ（SD）型翻訳開始塩基配列の影響については，再度シアノバクテリアの形質転換を行い，目的遺伝子の発現量の低下の有無を明らかにした上で再現性のある結果を得る。
|
