無機硫黄化合物の酵素化学の確立とその応用

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22580375
• 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: 環境農学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 金尾 忠芳 岡山大学, 大学院・環境生命科学研究科, 准教授 (40379813)
• 連携研究者: 上村 一雄 岡山大学, 大学院・環境生命科学研究科, 教授 (80294445)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 遺伝子資源

研究概要

本研究は、硫黄酸化細菌に存在する無機硫黄化合物を基質とした酵素について詳細な解析を行い、この様な細菌の硫黄代謝に対する理解を深めるとともに、「無機硫黄の酵素化学」という新たな学問領域への知見の蓄積を目的とする。鉄硫黄酸化細菌 Acidithiobacillus ferrooxidans を研究の対象とし、硫黄化合物を代謝する酵素であるテトラチオン酸ハイドロラーゼ(4THase)について詳細な研究を行った。本研究課題において、4THaseをコードした遺伝子(Af-tth)が同定され、大腸菌による組換え発現と封入体による回収、新規な酸性条件下でのrefolding法を開発し、これによる活性型酵素を獲得した。さらにこの活性型酵素を高度に精製し、4THaseの結晶化に成功した。本酵素結晶へのX-線照射により2.15Aの回折像を得た。またMAD/SAD法による位相決定のため、セレノメチオニン(Se-Met)置換した本酵素の結晶の作製を行い、2.8 Aの回折像を得た。これらのデータを基に本酵素の立体構造を決定する作業を行っている。

研究成果

• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of tetrathionate hydrolase from Acidithiobacillus ferrooxidans (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanao T., Kosaka M., Yoshida K., Nakayama H., Tamada T., Kuroki R., Yamada H., Takada J., Kamimura K.
  • 雑誌名: Acta Cryst 巻: F69 ページ: 692-694
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tetrathionate -forming thiosulfate dehydrogenase from the acidophilic, chemolithoautotrophic bac- terium Acidithiobacillus ferrooxidans (2013)
  • 著者名/発表者名: Kikumoto M., Nogami S., Kanao T., Takada J., Kamimura K
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol 巻: 79 ページ: 113-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteri- zation of an OmpA-like outer membrane protein of the acidophilic iron-oxidizing bacterium (2011)
  • 著者名/発表者名: Manchur M. A., Kikumito M., Kanao T., Takada J., Kamimura K
  • 雑誌名: Acidithiobacillus ferrooxidans.,Extremophiles 巻: 15 ページ: 403-410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recombinant tetrathionate hydrolase from Acidithiobacillus ferrooxidansrequires exposure to acidic conditions for proper folding (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanao T., Matsumoto C., Shiraga K., Yoshida K., Takada J., Kamimura K
  • 雑誌名: FEMS Microbiol. Lett. 巻: 309 ページ: 43-47
  • 査読あり
• [学会発表] 鉄酸化細菌A. ferrooxidansのロダネース様タンパク質の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上村一雄
  • 学会等名: 日本農芸化学会年次大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 鉄硫黄酸化細菌Acidithiobacillus ferrooxidansにおけるテトラチオン酸ハイドロラーゼ遺伝子の転写と翻訳に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金尾忠芳
  • 学会等名: 日本農芸化学会年次大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 中等度酸性環境微生物相の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安田貴志
  • 学会等名: 日本農芸化学会年次大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] Tetrathionate hydrolase from the marine acidophilic sulfur-oxidizing bacterium Acidithiobacillus thiooxidansstrain SH (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanao T
  • 学会等名: 9thInternational Congress on Extremophiles
  • 発表場所: Spain Sevilla
  • 年月日: 20120910-0913
• [学会発表] Isolation and properties of acidophilic bacteria and the cryptic plasmid from acidic environments (2012)
  • 著者名/発表者名: Sato T
  • 学会等名: 9thInternational Congress on Extremophiles
  • 発表場所: Spain Sevilla
  • 年月日: 20120910-0913
• [学会発表] 海洋性硫黄酸化細菌Acidithio- bacillus thiooxidansSH株のテトラチオン酸ハイドロラーゼに関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金尾忠芳
  • 学会等名: 日本農芸化学会年次大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 鉄酸化細菌At. ferrooxidansのチオ硫酸デヒドロゲナーゼの精製とその遺伝子の同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊本愛生
  • 学会等名: 日本農芸化学会年次大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 酸性鉱山廃水の生成に関与する新規な鉄酸化細菌 (2012)
  • 著者名/発表者名: 王 揚
  • 学会等名: 日本農芸化学会年次大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 硫黄酸化微生物による石油脱硫硫黄の処理とCO2固定回収技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金尾忠芳
  • 学会等名: JOGMEC- TRCウィーク2011
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] Tetrathionate hydrolase is a key enzyme of the dissimilatory sulfur metabolism in the iron- and sulfur-oxidizing bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans (2011)
  • 著者名/発表者名: Kanao T
  • 学会等名: Tetrathionate hydrolase is a key enzyme of the dissimilatory sulfur metabolism in the iron- and sulfur-oxidizing bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 鉄硫黄酸化細菌Acidithiobacillus ferrooxidans由来テトラチオン酸ハイドロラーゼの結晶化
  • 著者名/発表者名: 中山久之