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2015 年度 実績報告書

体腔形成細菌の新規な金属輸送機構の解明とその放射性物質・レアメタル回収への応用

研究課題

研究課題/領域番号 26660062
研究機関京都大学

研究代表者

橋本 渉  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30273519)

研究分担者 村田 幸作  摂南大学, 理工学部, 教授 (90142299)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードアルギン酸 / 金属結合タンパク質 / Sphingomonas属細菌 / レアメタル
研究実績の概要

酸性多糖アルギン酸を資化するSphingmonas属細菌A1株の細胞表層に発現する金属輸送Efe系タンパク質Algp7に焦点を当て、その各種金属に対する結合性を解析した。
Algp7の金属結合によるタンパク質の熱変性挙動(differential scanning fluorimetry: DSF)を調べた。DSF法は、リガンド存在下或いは非存在下で、タンパク質と蛍光色素SYPRO Orangeとを混合し、加熱することによりその熱変性の変化(融解温度Tm)を評価するものである。一般に、リガンドと結合したタンパク質は、非結合タンパク質と比較すると、構造安定化により高い融解温度を示す。すでに、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cu2+の存在下で、Algp7の融解温度が上昇することを確認している。そこで、各種レアメタル(Pd2+、Sm3+、Pt2+、Tl3+など)を0.1 mM存在下で、Algp7の熱変性を調べた。その結果、Sm3+とTl3+の存在下で、Algp7の融解温度が上昇した。レアメタル非存在下では、Tm値は54度であったが、Sm3+存在下では67度、Tl3+存在下では63度と有意にTm値が上昇した。さらに、Sm3+の濃度を変化させて融解温度を測定したところ、濃度依存的に融解温度の上昇が認められ、0.05 mM以上で一定値に達した。一方、過去にSm3+との結合が見られた他のタンパク質XLYについて同様の実験を行ったところ、XLYはAlgp7ほど、Sm3+による融解温度の上昇を示さなかった。これらのことから、Algp7はある種のレアメタルと強固に結合することが示唆された。
Algp7の金属結合性について、さらに原子吸光スペクトル法でも解析した。Algp7とFe3+またはCu2+とを混合し、透析により金属イオンを除去し、Algp7と結合する金属イオンを定量した。その結果、透析後のAlgp7の画分に、Fe3+またはCu2+が残存することを確認することができた。
以上の結果から、細胞表層に発現するAlgp7を用いて、レアメタルを含む各種金属を回収できる可能性が得られた。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Structure of a bacterial ABC transporter involved in the import of an acidic polysaccharide alginate2015

    • 著者名/発表者名
      Yukie Maruyama, Takafumi Itoh, Ai Kaneko, Yu Nishitani, Bunzo Mikami, Wataru Hashimoto, and Kousaku Murata
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 23 ページ: 1643-1654

    • DOI

      10.1016/j.str.2015.06.021

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Formation of a single polar flagellum by lateral and polar bacterial flagellar gene sets in Sphingomonas sp. strain A12015

    • 著者名/発表者名
      Yukie Maruyama, Masahiro Kobayashi, Kousaku Murata, and Wataru Hashimoto
    • 雑誌名

      Microbiology

      巻: 161 ページ: 1552-1560

    • DOI

      10.1099/mic.0.000119

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 細菌ABCトランスポーターのATP加水分解は、closed型の基質結合タンパク質との相互作用によって惹起される2016

    • 著者名/発表者名
      上西加純、金子あい、丸山如江、水野伸宏、馬場清貴、熊坂 崇、三上文三、村田幸作、橋本 渉
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西支部第493回講演会
    • 発表場所
      京都大学楽友会館(京都市左京区)
    • 年月日
      2016-02-06

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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