嫌気性細菌で発見された未知の酸素代謝機構と酸素毒性防御機構の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20580086
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 東京農業大学
• 研究代表者: 川崎 信治 東京農業大学, 応用生物科学部, 准教授 (50339090)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 嫌気性菌 / 抗酸化酵素 / 活性酸素 / 酸素毒性 / Clostridium / Bifidobacterium / 腸内細菌

研究概要

絶対嫌気性菌のO_2感受性機構の解明を目的とした。供試菌に用いたブタノール生産菌Clostridium acetobutylicumは、O_2の存在を瞬時に感知し、複数のO_2応答性遺伝子を協奏的に高発現する。本研究では機能未知のO_2応答遺伝子産物を精製し、それらがO_2と活性酸素を瞬時に消去する酵素複合体として機能することを明らかにした。ビフィズス菌はO_2下で過酸化水素(H_2O_2)を培地中に蓄積し生育が阻害される。ビフィズス菌B. bifidumからO_2感受性の原因酵素を精製し、b-type DHODと同定した。解析の結果、好気生育阻害への関与が推定された。

研究成果

• [雑誌論文] Lactobacillus ozensis sp. nov., a novel lactic acid bacteria isolated from mountain flower (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki, S, K. Kurosawa, M. Miyazaki, M. Sakamoto, M. Ohkuma, Y. Niimura
  • 雑誌名: Int. J. Syst. Evol.Microbiol 巻: 61 ページ: 2435-2438
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lactobacillus floricola sp. nov., a novel lactic acid bacteria isolated from mountain flowers in Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki, S, K. Kurosawa, M. Miyazaki, C. Yagi, Y. Kitajima, S. Tanaka, T. Irisawa, S. Okada, M. Sakamoto, M. Ohkuma, Y. Niimura
  • 雑誌名: Int. J. Syst. Evol.Microbiol 巻: 61 ページ: 1356-1359
  • 査読あり
• [雑誌論文] 論文名:嫌気性菌と酸素(総説) (2010)
  • 著者名/発表者名: 川崎信治
  • 雑誌名: 微生物生態学会誌 ページ: 18
• [雑誌論文] Crystal structure of NADH : rubredoxin oxidoreductase from Clostridium acetobutylicum : a key component of the dioxygen scavenging system in obligatory anaerobes (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa, K, Y. Shomura, S. Kawasaki, Y. Niimura and Y. Higuchi
  • 雑誌名: Proteins 巻: 78 ページ: 1066-1070
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of NADH : rubredoxin oxidoreductase from Clostridium acetobutylicum (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa, K., Y. Shomura, S. Kawasaki, Y. Niimura and Y. Higuchi
  • 雑誌名: Biol. Cryst. Commun 巻: 66 ページ: 23-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] O_2 and reactive oxygen species detoxification complex, composed of O2-responsive NADH : rubredoxin oxidoreductase-flavoprotein A2-desulfoferrodoxin operon enzymes, rubperoxin, and rubredoxin, in Clostridium acetobutylicum. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki, S, Y. Sakai, T. Takahashi, I. Suzuki, Y. Niimura.
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: 75 ページ: 1021-1029
  • 査読あり
• [雑誌論文] b-type dihydroorotate dehydrogenase is purified as a H_2O_2-forming NADH oxidase from Bifidobacterium bifidum (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki, S, Y. Sakai, T. Takahashi, I. Suzuki, Y. Niimura
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: 75 ページ: 629-636
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sodium acetate enhances hydrogen peroxide production in Weissella cibaria (2009)
  • 著者名/発表者名: Endo, A, K. Futagawa-Endo, S. Kawasaki, L. M. Dicks, Y. Niimura, S. Okada.
  • 雑誌名: Lett. Appl. Microbiol 巻: 49 ページ: 136-141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression pattern of a chloroplast NADPH-dependent thioredoxin reductase in Chlorella vulgaris during hardening and its interaction with 2-Cys peroxiredoxin (2009)
  • 著者名/発表者名: Machida, T, E. Kato, A. Ishibashi, J. Sato, S. Kawasaki, Y. Niimura, K. Honjoh, T. Miyamoto
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 73 ページ: 695-701
  • 査読あり
• [学会発表] Bifidobacterium属細菌の酸素感受性の原因酵素に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 林恭兵
  • 学会等名: 平成23年度日本乳酸菌学会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2011-07-11
• [学会発表] 花に生息する嫌気性細菌に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 黒沢佳奈
  • 学会等名: 平成22年度日本微生物生態学会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] Mechanism of growth inhibition by oxygen in Bifidobacterium species (2010)
  • 著者名/発表者名: 川崎信治
  • 学会等名: International conference on Gastro-Intestinal Microbial Ecology(2010)
  • 発表場所: スロバキア・コチシェ
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] 嫌気性細菌の酸素適応機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 川崎信治
  • 学会等名: 微生物生態学会シンポジウム(2009)
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2009-11-23
• [学会発表] 嫌気性菌の酸素適応機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 川崎信治
  • 学会等名: 理研BRC国際シンポジウム(2009)
  • 発表場所: ハイアットリージェンシ東京
  • 年月日: 2009-02-10
• [図書] Response of Bifidobacterium species to oxygen (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinji Kawasaki
  • 総ページ数: 286
  • 出版者: Horizon Press, United Kingdom
• [図書] 乳酸菌とビフィズス菌のサイエンス (2010)
  • 著者名/発表者名: 川崎信治
  • 総ページ数: 686
  • 出版者: 京都大学出版