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本研究では、微生物機能を利用した有機体窒素の直接脱窒システムを構築することを試みるが、実際の廃水処理への応用に先立って、その反応についての基礎的知見を得ることは重要な課題の一つである。また、共脱窒や有機体窒素の硝化の反応機構やそれを司る酵素や遺伝子が解明されれば、遺伝子工学的手法を用いた高効率共脱窒菌の積極的育種やそれを指標とした高機能菌の自然界からのスクリーニングにも役立つ。そこで、本研究では、第一に、もっとも共脱窒能が強いFusarium属糸状菌と放線菌Streptimyces antibioticusとをモデルとしてそれらの共脱窒系と有機体窒素の硝化反応系の構成成分の解析を行った。現在までに、F.solaniの亜硝酸塩(NO_2^-)とアニリンとを基質とした共脱窒系をモデルとしその反応経路を明らかとし、その鍵反応が、NO_2^-をニトロソニウムカチオンへ変換する酵素反応であることを見出し、この酵素を部分精製することができた。本酵素反応は、これまで報告がない酵素反応であることから非常に興味深い。また、後者に関しては、市販の酵母エキスを基質とした硝化反応の反応経路を見出し、この鍵反応が未知の酵母エキス成分からの一酸化窒素(NO)合成反応であることを示唆した。また、少なくともアルギニンがNOを生成する酵素の基質となる可能性を見いだした。次年度以降、すでに部分精製しているこれらの酵素を完全精製しその性質を解析する。また、これの酵素をコードする遺伝子をクローニング・解析することによって、これらの菌の共脱窒機構の全貌を解明できることを期待している。また、得られた知見をもとに有機体窒素の直接脱窒システムの構築のための基盤研究が可能となる。
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