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2013 年度 実績報告書

低品位硫化鉱石からの金属資源回収技術の高効率化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23580458
研究機関岡山大学

研究代表者

上村 一雄  岡山大学, その他の研究科, 教授 (80294445)

キーワード鉄酸化細菌 / 硫黄酸化 / チオ硫酸デヒドロゲナーゼ / バクテリアリーチング
研究概要

Acidithiobacillus ferrooxidansは、二価鉄および還元型無機硫黄化合物を酸化できるため、低品位の硫化鉱石から銅などを回収する技術であるバクテリアリーチングに利用されている。この技術には鉄酸化活性と硫黄酸化活性が同時に必要である。本菌の鉄酸化酵素系と硫黄酸化酵素系は全く異なり、生育基質の違いによって代謝経路を切換えていることが明らかにされている。この切換え機構の解明によって,バクテリアリーチング能の改良が期待される。昨年度までに、硫黄代謝に関与する新たなタンパク質を明らかにするために、チオ硫酸デヒドロゲナーゼ(Tsd)活性を指標にタンパク質の精製を行った。本酵素は、活性発現に硫酸イオン要求性を示した。活性は、テトラチオン酸あるいは元素硫黄を生育基質として用いた場合の細胞で検出されたが、二価鉄を生育基質として用いた細胞には検出されず、tsd遺伝子は硫黄化合物存在下で特異的に発現していた。タンパク質をコードする遺伝子(tsd)は、硫黄代謝に関連した遺伝子とクラスターを形成していた。相同性解析の結果、いくつかの硫黄酸化細菌や好酸性細菌などにホモログ遺伝子が存在することが分かり、同時にその近傍に硫酸結合タンパク質のホモログ遺伝子(sbp)を持つことも明らかとなった。従って、TsdはSbpと結合して存在し、Sbpが酵素活性に硫酸イオン要求性を付与することが示唆された。大腸菌で発現させたtsd遺伝子産物を精製し,その性質をA. ferrooxidans細胞から精製したTsdと比較した。発現したタンパク質はTsd活性を示し、酵素活性の性質はA. ferrooxidansのものとほぼ一致した。従って,検出された遺伝子がTsdをコードしていることが確認できた。なお、sbpについても大腸菌で発現させたタンパク質を用いて、Tsd活性が硫酸要求性をしめすためにSbpが必要であることを明らかにした。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 鉄酸化細菌:そのいい加減な生存戦略2014

    • 著者名/発表者名
      上村一雄,金尾忠芳
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 92

  • [雑誌論文] Analysis of the microbial community in moderately acidic drainage from the Yanahara pyrite mine in Japan2014

    • 著者名/発表者名
      Wang Y, Yasuda T, Sharmin S, Kanao T, Kamimura K.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 76

  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of tetrathionate hydrolase from Acidithiobacillus ferrooxidans2013

    • 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 Crystallographica Section F

      巻: 69 ページ: 692-694

    • DOI

      10.1107/S1744309113013419

    • 査読あり
  • [学会発表] 酸性環境からの硫黄酸化能に優れた微生物の分離と培養

    • 著者名/発表者名
      石故明衣子,上村一雄,金尾忠芳
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部
    • 発表場所
      県立広島大学 広島キャンパス
  • [学会発表] 微生物の硫黄代謝酵素研究の新展開

    • 著者名/発表者名
      金尾忠芳,上村一雄
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場
  • [学会発表] 中等度酸性鉱山廃水中の微生物叢の解析

    • 著者名/発表者名
      王 揚,安田貴志,金尾忠芳
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第38回講演会
    • 発表場所
      香川大学農学部
  • [学会発表] 海洋性硫黄酸化細菌Acidithiobacillus thiooxidans SH株の硫黄代謝

    • 著者名/発表者名
      金尾忠芳,梶谷泰之,上村一雄
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス
  • [備考] 微生物機能学ユニットURL

    • URL

      http://www.okayama-u.ac.jp/user/agr/profile/nougaku01_7.html

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公開日: 2015-05-28  

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