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2013 年度 実績報告書

絶対独立栄養性・好熱性水素細菌のゲノム情報を基盤とした生理生化学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 21248010
研究機関東京大学

研究代表者

石井 正治  東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (30193262)

研究分担者 新井 博之  東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (70291052)
松本 伯夫  一般財団法人電力中央研究所, 環境科学研究所, 上席研究員 (40371512)
平野 伸一  一般財団法人電力中央研究所, 環境科学研究所, 主任研究員 (20392748)
研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2014-03-31
キーワードx水素細菌 / エネルギー代謝 / ゲノム
研究概要

(1)新たな代謝系の探索とその分子基盤:フェレドキシンの還元系に関しては、ヒドロゲナーゼ欠損変異株が単離できたことから、ヒドロゲナーゼ反応が直接的に関与するのでなく、膜を介したプロトン勾配を利用する系などであろうことが絞り込まれてきている。電気化学的な培養としては、AQDSなるメディエーターを用いて、-0.6Vの電位を与えると、菌体に電子が流れ込んでいることなどが実験的に確認できたため、水素細菌に直接電気エネルギーを与えることが可能であることが示された。本菌の活性酸素除去システムについては、さらに精査を進め、BCPなるタンパク質が関与していることを示すことができた。さらに、本菌の硫黄代謝系についても研究を進め、チオ硫酸代謝にヘテロジスルフィドレダクターゼが関与していることが明らかとなり、本菌がテトラチオン酸を代謝できることと合わせ、本菌の硫黄代謝全体像を描けるようになってきた。ホスホセリンホスファターゼに関しては、細胞内にA-AのホモダイマーとA-Bのヘテロダイマーが存在していることを明らかにし、さらにS-S結合が酵素の熱安定性に大きく貢献していることが明らかとなった。
(2)代謝フラックスの解析:本菌におけるエネルギー代謝解明の一環として、水素ガスをエネルギー源、酸素ガスを最終電子受容体とした時の、ガス消費を経時的に測定し、酸素ガス濃度が上昇すると活性酸素を除去するような方向にエネルギー代謝が変化していることが判明した。
(3)TK-6の特質の応用展開:電気化学的培養とあわせ、乳酸生成性などを検討した。
(4)研究の取り纏め:現在も含め、鋭意取り纏めをおこなっている。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Adaptation of Hydrogenobacter thermophilus toward Oxidative-stress Triggered by High Expression of Alkyl Hydroperoxide Reductase2014

    • 著者名/発表者名
      Yuya Sato, Hiroyuki Arai, and Masaharu Ishii
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電子伝達,電子キャリアー,とエネルギー代謝2013

    • 著者名/発表者名
      石井 正治
    • 雑誌名

      バイオインダストリー

      巻: 30(12) ページ: 48-52

  • [学会発表] 好熱性絶対独立栄養性細菌 Hydrogenobacter thermophilus TK-6 の硫黄化合物関連エネルギー代謝に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      石崎 優
    • 学会等名
      日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] Hydrogenobacter thermophilus TK-6 における4 種類のヒドロゲナーゼの生理学的機能解析及び系統解析2013

    • 著者名/発表者名
      山口 依里香
    • 学会等名
      日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] 好熱性化学独立栄養性細菌Hydrogenobacter thermophilus TK-6における硫黄化合物酸化代謝に関する研究

    • 著者名/発表者名
      石崎 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      明治大学生田校舎
  • [学会発表] 好熱性水素細菌Hydrogenobacter thermophilus TK-6 のガス消費

    • 著者名/発表者名
      石井 正治
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      明治大学生田校舎
  • [学会発表] 好熱性水素細菌Hydrogenobacter thermophilus TK-6 の酸化ストレス防御酵素Bacterioferritin comigratory proteinの反応機構解析

    • 著者名/発表者名
      加藤 真美
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      明治大学生田校舎
  • [学会発表] 電気培養を用いた水素細菌Hydrogenobacter thermophilus TK-6株への還元力の供給とその影響

    • 著者名/発表者名
      松本 伯夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      明治大学生田校舎
  • [学会発表] 電子の流れを基に、微生物代謝を紐解く

    • 著者名/発表者名
      石井 正治
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      明治大学生田校舎
  • [図書] 光合成のエネルギー利用と環境応用(分担執筆)2013

    • 著者名/発表者名
      石井 正治
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [産業財産権] 微生物の遺伝子発現制御方法2014

    • 発明者名
      平野伸一、松本伯夫
    • 権利者名
      電力中央研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特許2014-04082
    • 出願年月日
      2014-03-03

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公開日: 2015-05-28  

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