細菌による金属ナノ粒子合成機構の解明と太陽電池層への応用

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26660072
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 三原 久明 立命館大学, 生命科学部, 教授 (30324693)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 応用微生物学 / 金属ナノ粒子

研究実績の概要

好気・嫌気両条件下におけるCellulomonas sp. D3a 株のカルコゲンオキシアニオン還元能を調べた結果、本菌は好気・嫌気下においてテルル酸を還元する一方、嫌気下のみにおいて亜セレン酸を還元することを見出した。また、亜セレン酸およびテルル酸の還元により生じた元素状Se・Teナノ粒子の細胞内外の蓄積を走査型電子顕微鏡 (SEM) および透過電子顕微鏡 (TEM)を用いて観察した。その結果、亜セレン酸の還元に伴い菌体表面にSeナノ粒子とみられる物質が観察された。一方で、テルル酸の還元では、菌体表面にはTe 粒子とみられる物質は観察できず、500 nm を超える針状のテルル粒子とみられる物質が細胞を貫く状態で観察された。これまでに、好気下でテルル酸を還元できる細菌はほとんど報告されておらず、本菌が新奇なテルル酸還元系を有することが示唆された。テルル酸還元能を指標にしたスクリーニングを行い、テルル酸還元能が低下した変異株（IN1 株）を得た。一方で、バイオインフォマティクス解析により、IN1 株におけるカルコゲンオキシアニオン還元酵素の推定を試みた。得られたIN1 株の全ゲノム配列に対して、BLAST検索を行った結果、これまでにカルコゲンオキシアニオン還元酵素として報告されている酵素のホモログが複数見出だされた。一方、これまでにテルル酸還元にはモリブデンの関与が示唆されてきたが、本菌のゲノム上には、モリブデンコファクター生合成系酵素群が存在しなかったことから、本菌がこれまでに報告されていない新奇のテルル酸還元酵素を有することがゲノム解析から支持された。

研究成果

• [国際共同研究] Thapar University(India)
  • 国名: インド
  • 外国機関名: Thapar University
• [雑誌論文] Purification and properties of 4-methyl-5-hydroxyethylthiazole kinase from Escherichia coli (2016)
  • 著者名/発表者名: Tani, Y., Kimura, K., and Mihara, H.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 80 ページ: 514-517
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1104239
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterologous expression of L-lysine alpha-oxidase from Scomber japonicus in Pichia pastoris and functional characterization of the recombinant enzyme (2015)
  • 著者名/発表者名: Tani, Y., Omatsu, K., Saito, S., Miyake, R., Kawabata, H., Ueda, M., and Mihara, H.
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 157 ページ: 201-210
  • DOI: 10.1093/jb/mvu064
  • 査読あり
• [学会発表] システインデスルフラーゼを用いたCdSナノ粒子の酵素的合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 綾田真人, 戸部隆太, 田島寛隆, 三原久明
  • 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（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-02-06
• [学会発表] インドセレン蓄積地帯の土壌より単離したCellulomonas sp. D3aの亜セレン酸還元特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田島寛隆, 山際恭平, 大内田竜大, 山本紘資, 名田イサナ, 谷泰史, 斎藤茂樹, 峯元高志, Prakash, N. T., 三原久明
  • 学会等名: 第26回日本微量元素学会学術集会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-07-04
• [備考] 研究費データベース
  • URL: http://research-db.ritsumei.ac.jp/Profiles/64/0006361/profile.html