難分解性環境汚染物質分解酵素創製のための新規メタ開裂酵素の構造と機能解析

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17380056
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 大森 俊雄 芝浦工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20011984)
• 研究分担者: 羽部 浩 東京大学, 生物生産工学研究センター, 助手 (20313075)
• キーワード: メタ開裂酵素 / X線結晶構造解析 / カルバゾール / 2サブユニット / Pseudomonas resinovorance CA10 / ジベンゾフラン / Rodoccus sp. DFA3 / 海洋

研究概要

(1)P. resinovorance CA10株のメタ開裂酵素(CarBaBb_<CA10>)のX線結晶構造解析
CarBaBb_<CA10>の結晶化条件を再検討した結果非常に良好な結晶を得ることに成功した。この結晶を用いることで分解能1.6Å、R factor 19.7%、R free 22.1%のX線回折データが得られた。その後、Ptを用いて重原子誘導体を作成しSIRAS法による構造解析を試みた。その結果、分解能2.6Åのデータが得られ、初期位相の決定に成功した。現在、2つのデータセットを用いてモデルの精密化を行っている。
(2)Rodoccus sp. DFA3株のメタ開裂酵素(FlnD1D2_<DFA3>)のX線結晶構造解析大腸菌を用いてFlnD1D2_<DFA3>を大量に得ることのできる発現用プラスミドを構築した。また、精製の簡便さを考慮しFlnD1D2_<DFA3>はHis融合タンパク質として発現させた。最適な培養条件、誘導条件を決定し現在、精製条件の検討を行っている。
(3)新規カルバゾール、ジベンゾフラン分解菌のスクリーニング
海水、海洋生物(海藻、貝)を菌源に用い集積培養にてスクリーニングを行った結果カルバゾール、ジベンゾフランを分解可能な集積培養液を得ることができた。この集積培養液からPaenibacillus属細菌、Caulobacter属細菌、Pseudomonas属細菌、Vibrio属細菌の分解菌を単離する事に成功した。現在、既知の分解系遺伝子との比較により分解系遺伝子の取得を試みている。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of [3Fe-4S] ferredoxin DbfA3, which functions in the angular dioxygenase system of Terrabacter sp. strain DBF63. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takagi, T., Habe, H., Yoshida, T., Yamane, K., Omori, T., Nojiri H.
  • 雑誌名: Appl.Microbiol.Biotechnol 68 ページ: 336-345
• [雑誌論文] Structure of terminal oxygenase component of angular dioxygenase, carbazole 1,9a-dioxygenase. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nojiri, H., Ashikawa, Y, Noguchi, H., Omori, T., et al.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 351 ページ: 355-370
• [雑誌論文] The fluorine catabolic linear plasmid in Terrabacter sp. strain DBF63 carries the β-katoadipate pathway genes, pcaRHGBDCFIJ, also found in proteobacteria. (2005)
  • 著者名/発表者名: Habe, H., Chung, J., Ishida, A., Kasuga, Yamane, H., Omori, T.et al.
  • 雑誌名: Microbiology 153 ページ: 3713-3722
• [雑誌論文] Molecular technology of xenobiotic-degrading bacteria and their catabolic genes in bioremediation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Inoue, K., Widada, J., Omori, T., Nojiri, H.
  • 雑誌名: Science Publishers ページ: 1-30
• [雑誌論文] Crystalization and preliminary Xray-diffraction analysis of the electron-trnsfer complex between the terminal oxygenase component and ferredoxin in the Rieke non-haem iron oxygenase system carbazole 1,9-dioxygenase. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ashikawa, Y., Fujimoto Z., Noguchi H., Habe H., Omori T., Yamane H., Nojiri H.
  • 雑誌名: Acta Cryst. F61 ページ: 577-580
• [雑誌論文] Large plasmid pCAR2 and class II transposon Tn 4676 are functionl mobile genetic elements to distribute the carbazole/dioxin-degradative car gene cluster in different bacteria. (2005)
  • 著者名/発表者名: Shintanl M., Yoshida T., Habe H., Omori T., Nojiri H.
  • 雑誌名: Appl.Mlcrobiol.Biotechnol. 67 ページ: 370-382