効率的除去を目指した新奇硫化カルボニル分解酵素の高機能化

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23310051
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 片山 葉子 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (90165415)
• 研究分担者: 尾高 雅文 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (20224248) ; 野口 恵一 東京農工大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (00251588)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 硫化カルボニル / 致死性有毒ガス / オゾン層破壊 / 酵素分解処理 / 分子育種 / 結晶構造解析 / 微生物分解

研究概要

硫黄酸化細菌から精製されたCOS加水分解酵素（COSase）は、地球の気候に影響を与える硫化カルボニル（COS）を分解する新奇酵素である。この酵素活性をより効率の高いものとする事を目指して、酵素の活性中心付近および基質あるいは反応生成物のトンネル付近のアミノ酸の変異体を作製し、酵素活性への影響を調べた。さらに自然界のCOSの動態を明らかにする研究の一環として、COSを効率よく取込み分解する細菌及び真菌を土壌から分離し、その中から高い分解活性を有する７株の分解菌を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Carbonyl sulfide hydrolase from Thiobacillus thioparus strain THI115 is one of the β-carbonic anhydrase family enzymes (2013)
  • 著者名/発表者名: Ogawa T, Noguchi K, Saito M, Nagahata Y, Kato H, Ohtaki A, Nakayama H, Dohmae N, Matsushita Y, Odaka M, Yohda M, Nyunoya H, Katayama Y
  • 雑誌名: J Am Chem Soc 巻: 135 ページ: 3818-3825
  • DOI: 10.1021/ja307735e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Addressing the microbiological problems of cultural property and archive documents after earthquake and tsunami (2013)
  • 著者名/発表者名: Gu JD, Kigawa R, Sato Y, Katayama Y
  • 雑誌名: Int Biodeter Biodeg 巻: 85 ページ: 345-346
  • DOI: 10.1016/j.ibiod.2013.08.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cloning and expression of a gene encoding novel thermostable thiocyanate- degrading enzyme from a mesophilic alpha- proteobacteria strain THI201 (2013)
  • 著者名/発表者名: Hussain A, Ogawa T, Saito M, Sekine T, Nameki M, Matsushita Y, Hayashi T, Katayama Y
  • 雑誌名: Microbiol 巻: 159 ページ: 2294-2302
  • DOI: 10.1099/mic.0.063339-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bacterial communities in pigmented biofilms formed on the sandstone bas-relief walls of the Bayon temple, Angkor Thom, Cambodia (2013)
  • 著者名/発表者名: Kusumi A, Li X, Osuga Y, Kawashima A, Gu JD, Nasu M. Katayama Y
  • 雑誌名: Microb Environ 巻: 28 ページ: 422-431
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME13033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Occurrence of Aspergillus allahabadii on sandstone at Bayon Temple, Angkor Thom, Cambodia (2013)
  • 著者名/発表者名: Hu H, Ding S, Katayama Y. (他5名)
  • 雑誌名: Int Biodeter Biodeg 巻: 76 ページ: 112-117
  • DOI: 10.1016/j.ibiod.2012.06.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phylogenetic assessment of culture collection strains of Thiobacillus thioparus, and definitive 16S rRNA gene sequences for T. thioparus, T. denitrificans, and Halothiobacillus neapolitanus (2013)
  • 著者名/発表者名: Boden, R, Cleland D, Green P N, Katayama Y (他3名)
  • 雑誌名: Arch Microbiol 巻: 194 ページ: 187- 195
  • DOI: 10.1007/s00203-011-0747-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical distribution of carbonyl sulfide at Mt. Fuji, Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato H, Igarashi Y, Dokiya Y, Katayama Y
  • 雑誌名: Water Air Soil Pollut 巻: 223 ページ: 159-167
  • DOI: 10.1007/s11270-011-0847-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mycobacteria isolated from Angkor monument sandstones grow chemolithoautotrophically by oxidizing elemental sulfur (2011)
  • 著者名/発表者名: Kusumi A, Li X, Katayama Y
  • 雑誌名: Front Microbiol 巻: 2 ページ: 104
  • DOI: 10.3389/fmicb.2011.00104
  • 査読あり
• [学会発表] 遺跡劣化砂岩から分離されたFusarium solaniに内生する細菌 (2014)
  • 著者名/発表者名: 片山葉子
  • 学会等名: 第1回菌類内生細菌情報交換会
  • 発表場所: 茨城大学(茨城県)
  • 年月日: 2014-03-21
  • 招待講演
• [学会発表] 土壌より分離した細菌による硫化カルボニル分解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 猪俣祥
  • 学会等名: 第29回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島県)
  • 年月日: 2013-11-24
• [学会発表] 大気微量硫黄成分である硫化カルボニルの Trichoderma spp.による分解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小澤理恵
  • 学会等名: 第29回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島県)
  • 年月日: 2013-11-24
• [学会発表] アンコール遺跡劣化石材表面のバイオフィルムに蓄積した硝酸とその起源の推定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 片山葉子
  • 学会等名: 第29回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島県)
  • 年月日: 2013-11-24
• [学会発表] Degradation of hedoro, organically enriched sediment, discharged by tsunami of the great east Japan earthquake in 2011 (2013)
  • 著者名/発表者名: H IHARA
  • 学会等名: The 22th Korea-Japan Symposium on Water Environment 2013
  • 発表場所: グランドホテル テグ(大韓民国)
  • 年月日: 2013-10-21
• [学会発表] 森林および火山ガス発生地域の土壌から分離された真菌の硫化カルボニル分解活性の比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小澤理恵
  • 学会等名: 日本土壌微生物学会2013年度大会
  • 発表場所: 東京農工大学(東京都)
  • 年月日: 2013-06-20
• [学会発表] 遺跡劣化砂岩から分離されたFusarium solani THIF01f 株の無機塩硫黄培地での生育 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北原直樹
  • 学会等名: 日本土壌微生物学会 2013年度大会
  • 発表場所: 東京農工大学(東京都)
  • 年月日: 2013-06-20
• [学会発表] 津波堆積物の性状と微生物叢の好気および嫌気環境下での変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 猪原英之
  • 学会等名: 第48回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] Microbial deterioration of stones at Angkor site, Cambodia (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Katayama
  • 学会等名: International Symposium on the Conservation and Restoration of Cultural Property 2012
  • 発表場所: 上野(東京都)
  • 年月日: 2012-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] Oxidation of elemental sulfur and chemolithotrophic growth of Fusarium solani strain THIF01 isolated from deteriorated stone of Angkor monuments (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Kitahara
  • 学会等名: International Symposium on the Conservation and Restoration of Cultural Property 2012
  • 発表場所: 上野(東京都)
  • 年月日: 2012-12-05
• [学会発表] Degradation of atmospheric COS by Trichoderma sp. strain KSF8 (2012)
  • 著者名/発表者名: R Ozawa
  • 学会等名: 第28回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学(愛知県)
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] Microbial growth and oxidation of elemental sulfur on deteriorated sandstones in Angkor monuments, Cambodia (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Katayama
  • 学会等名: Chemical and ecological researches on the microorganisms for preserving cultural properties in both Japan and Hungary
  • 発表場所: 奈良市(奈良県)
  • 年月日: 2012-07-07
  • 招待講演
• [学会発表] Carbonyl sulfide hydrolase : a novel β-carbonic anhydrase family enzyme catalyzing ambient level of carbonyl sulfide (2012)
  • 著者名/発表者名: T Ogawa
  • 学会等名: 12th Japan-China-Korea Joint Symposium on Enzyme Engineering(日中韓酵素工学会議)
  • 発表場所: (日中韓酵素工学会議)
  • 年月日: 2012-05-28
• [図書] よみがえる富士山測候所 2012年 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大河内博,緒方裕子,皆巳幸也,片山葉子,米持真一
  • 総ページ数: 94-100
  • 出版者: 成山堂書店
• [備考] 国立大学法人東京農工大学科学技術展2013土壌に生息する微生物による空気中の硫化カルボニルの分解 猪俣祥,小澤理恵,片山葉子
• [備考] 国立大学法人東京農工大学科学技術展2012 土壌微生物のはたらき‐空気中の微量硫黄ガスの分解‐小澤理恵,猪俣祥,加藤広海,片山葉子
• [備考] 国立大学法人東京農工大学科学技術展2011 効率的除去を目指した新奇硫化カルボニル分解酵素の高機能化 片山葉子,野口恵一,小川貴弘,尾高雅文