未知の電子バイフリケーション反応の検証ー新たな遺伝子資源の開拓ー

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K22559
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0601:農芸化学およびその関連分野
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 渡邉 友浩 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (80731968)
• 研究期間 (年度): 2020-09-11 – 2022-03-31
• キーワード: 硫黄酸化菌 / ヘテロジスルフィド還元酵素 / 電子分岐反応 / リポ酸

研究成果の概要

ヘテロジスルフィド還元酵素が触媒する電子分岐反応は、電子対の一方の電子を高エネルギー状態にする。これは、持続可能な社会の技術基盤として応用できる可能性が指摘されている。本研究では、硫黄酸化菌が合成する機能未知のヘテロジスルフィド還元酵素（sHdr）を研究した。遺伝子発現解析の結果、sHdrは硫黄化合物からのエネルギー合成に関与することが示唆された。sHdrを合成する硫黄酸化菌を大量培養することに成功した。細胞粗酵素液を各種クロマトグラフィーで分画した。紫外可視吸収スペクトル、SDS-PAGE、Native-PAGEによってsHdrの精製条件を検討し、得られた画分の質量分析を進めている。

自由記述の分野

生化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

電子分岐反応は、物質生産プロセスの効率化などの技術基盤に応用することが期待されている。本研究では、電子分岐反応を触媒するヘテロジスルフィド還元酵素（Hdr）の多様性に着目した。硫黄酸化菌が合成するHdr（sHdr）は、独自の配列特徴を持っており、その機能が未知であった。本研究では、sHdrの機能解明に向けた技術基盤として硫黄酸化菌の大量培養、sHdrの分画、質量分析、酵素活性測定の一連の実験系を確立することに成功した。今後の研究の継続により、sHdrの機能を解明することで、電子分岐反応を応用する研究に新しい展開をもたらすことが期待される。