| 研究課題/領域番号 |
18H02311
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
平井 浩文 静岡大学, 農学部, 教授 (70322138)
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| 研究分担者 |
鈴木 智大 宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 准教授 (10649601)
森 智夫 静岡大学, 農学部, 准教授 (80536516)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 水素発酵 / 白色腐朽菌 / 木材腐朽 / エネルギー獲得戦略 |
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| 研究実績の概要 |
白色腐朽菌Trametes versicolor K-41株による好気的水素産生経路を解明すべく、以下の検討を行った。
(1) 水素産生白色腐朽菌ヒドロゲナーゼの特性
水素産生白色腐朽菌としてTrametes versicolor K-41株及びPhanerochaete sordida YK-624株を選抜し、hydrogenase遺伝子cDNA配列 (Tvhyd及びPshyd) の解析を行った結果、種々の真菌由来[FeFe]-hydrogenase遺伝子及びnuclear architecture related1（Nar1）タンパク質と60%以上の相同性を示した一方で、代表的な細菌や藻類由来の[FeFe]-hydrogenaseとは30%程度の相同性しか示さなかった。さらにアミノ酸配列の分子系統解析を行った結果、Tvhyd及びPshydを含む真菌hydrogenaseは単一のクラスターを形成し、[FeFe]-hydrogenase及びNar1/NARFの何れのグループにも属さない事が示された。Tvhyd、Pshydは共に[FeFe]-hydrogenaseの活性中心である鉄硫黄クラスターを保持するために必要な複数のシステイン残基で形成されるH-clusterを保存していた。
(2) 水素産生に及ぼすシュウ酸の影響
これまでの検討において、シュウ酸やギ酸を木粉培地に添加すると水素産生量の増加が認められたが、液体培地における影響は未検討であった。そこで、シュウ酸をK-41株の液体もしくは木粉培養系に添加した結果、同様に水素産生量が増加し、シュウ酸代謝系が本菌の水素産生に関与している事が示唆された。この時発現しているシュウ酸デカルボキシラーゼ（oxdc）の部分cDNA配列を得て解析した結果、それぞれの培養系で異なるoxdcの発現が観察された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
水素産生白色腐朽菌Trametes versicolor K-41株及びPhanerochaete sordida YK-624株由来ヒドロゲナーゼは、他の微生物由来のヒドロゲナーゼと分子系統樹的に異なるクラスターを形成しており、これが「好気的水素産生」と何らかの関わりがあることが予想された。さらに、これまで液体培地における水素産生がほとんど見られなかったが、今回、液体培地にシュウ酸を添加すると、水素産生が認められたことからも、本菌がシュウ酸－ギ酸経路で水素を産生していることを再確認したため、順調に進展していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
実際にTrametes versicolor K-41株もしくはPhanerochaete sordida YK-624株より細胞内ヒドロゲナーゼタンパク質を抽出し、その諸特性（活性中心、電子供与体、酸素耐性）を解析予定である。
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