貧栄養環境下でのPCB汚染除去のための新規光合成微生物の創出

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18310050
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 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)
• 連携研究者: 千田 俊哉 産業技術総合研究所, バイオメディシナル情報研究センター, 主任研究員 (30272868) ; 菓子野 康浩 兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 准教授 (20221872)
• 研究協力者: 福田 雅夫 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (20134512) ; 西澤 明人 茨城大学, 産学連携イノベーション創成機構, 非常勤研究員 (30466643)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 環境修復技術 / バイオレメディエーション / PCB / シアノバクテリア / 光合成 / タンパク質工学 / 基質特異性 / X 線結晶構造解析

研究概要

水や土壌中などに残留するポリ塩化ビフェニル(PCB)の汚染除去には、ビフェニル分解微生物を用いた生物的環境浄化が有効である.本研究では、PCB 分解細菌Pseudomonas sp. KKS102 株の分解酵素系タンパク質BphA1~A4 遺伝子を光合成微生物であるシアノバクテリア(ラン藻)に組み込んで、これまで困難であった貧栄養環境下でも光エネルギーを用いてビフェニル化合物を分解できる新規光合成微生物を創出した.

研究成果

• [雑誌論文] Redox control of protein conformation in flavoproteins (2009)
  • 著者名/発表者名: Senda, T., Senda, M., Kimura, S., Ishida, T
  • 雑誌名: Antioxid Redox Signal 11 ページ: 1741-1766
  • 査読あり
• [雑誌論文] 反応中間体構造から明らかになった電子伝達タンパク質間の酸化還元依存的な親和性調節機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 千田美紀, 木村成伸, 福田雅夫, 石田哲夫, 千田俊哉
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 50 ページ: 341-347
• [雑誌論文] 電子伝達タンパク質間の酸化還元状態依存的親和性調節機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 千田美紀, 木村成伸, 福田雅夫, 石田哲夫, 千田俊哉
  • 雑誌名: 化学と生物 46 ページ: 689-696
• [雑誌論文] Molecular mechanism of the redox-dependent interaction between NADH-dependent ferredoxin reductase and Rieske-type [2Fe-2S] ferredoxin (2007)
  • 著者名/発表者名: Senda, M., Kishigami, S., Kimura, S., Fukuda, M., Ishida, T., Senda, T
  • 雑誌名: J.Mol.Biol 373 ページ: 382-400
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the electron-transfer complex of Rieske-type [2Fe-2S] ferredoxin and NADH-dependent ferredoxin reductase derived from Acidovorax sp. Strain KKS102 (2007)
  • 著者名/発表者名: Senda, M., Kishigami, S., Kimura, S., Senda, T
  • 雑誌名: Acta Crystallogr.Sect.F 63 ページ: 520-523
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the reduced Rieske-type [2Fe-2S] ferredoxin derived from Pseudomonas sp. Strain KKS102 (2007)
  • 著者名/発表者名: Senda, M., Kishigami, S., Kimura, S., Senda, T
  • 雑誌名: Acta Crystallogr.Sect.F 63 ページ: 311-314
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the Rieske-type [2Fe-2S] ferredoxin component of biphenyl dioxygenase from Pseudomonas sp. Strain KKS102 (2006)
  • 著者名/発表者名: Senda, M., Kimura, S., Kishigami, S., Senda, T
  • 雑誌名: Acta Crystallogr.Sect.F 62 ページ: 590-592
  • 査読あり
• [学会発表] Enzymatic properties of NADH/NADPH-specificity inverted BphA4 mutants from Pseudomonas sp. Strain KKS102 (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa, A., Muramatsu, D., Kishigami, S., Kashino, Y., Senda, M., Senda, T., Fukuda, M., Kimura, S
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会 第81回日本生化学会大会 合同大会 (BMB2008)
  • 発表場所: 神戸市神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] 部位特異的ランダム変異導入によるNADPH 依存的BphA4 変異体の作製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森重政, 村松大輔, 西澤明人, 千田美紀, 千田俊哉, 福田雅夫, 木村成伸
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会 第81回日本生化学会大会 合同大会 (BMB2008)
  • 発表場所: 神戸市神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] 電子伝達反応に伴って生じるFAD の構造変化が電子伝達タンパク質間の親和性を調節する (2008)
  • 著者名/発表者名: 千田美紀, 木村成伸, 福田雅夫, 石田哲夫, 千田俊哉
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会 第81回日本生化学会大会 合同大会 (BMB2008)
  • 発表場所: 神戸市神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] Molecular mechanism of the redox-dependent interaction between ferredoxin reductase and ferredoxin (2008)
  • 著者名/発表者名: Senda, M., Kimura, S., Fukuda, M., Ishida, T., Senda, T
  • 学会等名: XXI Congress and Genaral Assenbly of the International Union of Crystallography (IUCr2008)
  • 発表場所: Grand Cube Osaka, Osaka
  • 年月日: 2008-08-28
• [学会発表] 部位特異的ランダム変異導入によるNADPH 依存的BphA4 の選抜 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森重政, 村松大輔, 西澤明人, 千田俊哉, 千田美紀, 福田雅夫, 木村成伸
  • 学会等名: 第8回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京都江戸川区タワーホール船堀
  • 年月日: 2008-06-10
• [学会発表] Inversion of NADH/NADPH-specificity of BphA4 from Pseudomonas sp. Strain KKS102 by substitutions of Glu175 and Gln177 (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa, A., Muramatsu, D., Kimura, S., Kishigami, S., Senda, M., Senda, T., Fukuda, M
  • 学会等名: 16th Symposium on Flavins and Flavoproteins 2008
  • 発表場所: Palacio de Congressos, Jaca, Spain
  • 年月日: 2008-06-09
• [学会発表] Molecular Mechanism of the redox-dependent interaction between NADH-dependent ferredoxin reductase and NADH/NAD^<+> (2008)
  • 著者名/発表者名: Senda, M., Kimura, S., Fukuda, M., Ishida, T., Senda, T
  • 学会等名: 16th Symposium on Flavins and Flavoproteins 2008
  • 発表場所: Palacio de Congressos, Jaca, Spain
  • 年月日: 2008-06-09
• [学会発表] Glu^<17>5およびGln^<177> の系統的置換によるPseudomonas sp. KKS102 株由来BphA4 のNADH/NADPH 特異性の逆転 (2007)
  • 著者名/発表者名: 村松大輔, 岸上晋也, 上村卓哉, 千田俊哉, 菓子野康浩, 福田雅夫, 木村成伸
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会 第80回日本生化学会大会 合同大会(BMB2007)
  • 発表場所: 横浜市パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-15
• [図書] Inversion of NADH/NADPH-specificity of BphA4 from Pseudomonas sp. strain KKS102 by substitutions of Glu^<175> and Gln^<177>. in Flavins and Flavoproteins 2008 (Fargo, S., Gomez-Moreno, C., Medina, M. eds) (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa, A., Muramatsu, D., Kishigami, S., Senda, M., Senda, T., Fukuda, M., and Kimura, S
  • 総ページ数: 273-278
  • 出版者: Prensas Universitarias de Zaragoza, Spain
• [図書] Prensas Universitarias de Zaragoza, Spain (2008)
  • 著者名/発表者名: Senda, M., Kimura, S., Fukuda, M., Ishida, T., and Senda, T
  • 総ページ数: 113-118
  • 出版者: Molecular mechanism of the redox-depsndent interaction between NADH-dependent ferredoxin reductase and Rieske-type [2Fe-2S] ferredoxin. In Flavins and Flavoproteins 2008 (Fargo, S., Gomez-Moreno, C., Medina, M. eds)