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セルロース分解能を有するシロアリ共生原生生物は、分子状水素を放出することが特徴である嫌気的エネルギー産生細胞内小器官ヒドロゲノソームをもち、シロアリからの高い水素生成に重要な役割を果たしていると考えられる。このセルロース分解にはじまる効率性の高い共生原生生物の水素生成機構の解明を目的とした。水素生成酵素ヒドロゲナーゼ、および、ヒドロゲノソーム関連の酵素遺伝子群を培養を介さない方法で網羅的に探索するために、イエシロアリの共生原生生物群(3種からなる)よりmRNAを調製してcDNAライブラリーを構築し、EST(expressed sequence tag)解析をすすめた。2000を超える数多くのクローンについて決定した部分塩基配列はFASTAプログラム等を用いてデータベース上の塩基配列と相同性検索を行って、機能の推定を行った。セルロース分解酵素群、解糖系酵素群の遺伝子が数多く得られ、高分解能はこれらの遺伝子群が高発現することによってもたらされていると考えられた。ヒドロゲナーゼとヒドロゲノソーム関連の酵素遺伝子群も複数得られ、ヒドロゲナーゼとピルビン酸-フェレドキシン酸化還元酵素については、由来する原生生物種を同定した。パラバサリア門原生生物Pseudotrichonympha grassiiのヒドロゲナーゼについては、大腸菌に組換えタンパク質を発現させたところ、嫌気条件下での培養により有意な水素生成が検出された。一方で、水素取り込み能は大腸菌自身の有する活性程度しか検出されず、水素生成に特化した酵素と考えられた。精製酵素の解析を行うにあたって、酵素発現条件の最適化とHis-tagを利用した精製条件の検討を行った。
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