2002 Fiscal Year Annual Research Report
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02J06231
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
周 哲敏 筑波大学, 農学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Keywords | Fusarium oxysporum / 脱窒 / アンモニア発酵 / アルデヒド脱水酵素(アシル化) / 酢酸キナーゼ / 複合呼吸系 |
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| Research Abstract |
糸状菌Fusarium oxysporumは多様なATP生成系を持つことが研究者の研究で明らかになっている。すなわち、既知の酸素呼吸およびアルコール発酵に加え、脱窒(硝酸呼吸)とアンモニア発酵を行うことが発見された。本研究は以下のように、この複合呼吸系とも呼ぶべきエネルギー獲得形態を検討し、進んでいる。
(1)アンモニア発酵の分子機構解明:F.oxysporumが硝酸塩を異化的にアンモニアへ還元することが発見された。類似の硝酸塩異化代謝は大腸菌などで知られているが、発酵的な(呼吸鎖電子伝達系に結びつかない)アンモニアへの還元は新発見であった。発酵酵素中のkey enzyme,アルデヒド脱水酵素(アシル化)、酢酸キナーゼを見つけた。この二つ酵素がカビにとって初めてのことである。今精製し、性質を明らかにしている。(2)アンモニア発酵における炭素源代謝の解明:アンモニア発酵での硝酸からアンモニアへの窒素変換率は、エタノールを炭素源にした際最も高くなることが判明した。エタノールからの発酵産物が酢酸であるのが明らかにした。アンモニア発酵における炭素源代謝経路を判明し、ATP生成部位を特定した。(3)複合呼吸系の酸素レベルへの応答機構解明:アンモニア発酵は最も嫌気的な条件で誘導され、酸素呼吸はもちろん高い通気条件で発現する。脱窒はそれらの中間である。これら3種の呼吸系がそれぞれどのように酸素濃度に応答しているかを、遺伝子レベルで解明している。脱窒、アンモニア発酵の外、F.oxysporumアルコール発酵もうできるのが示された。
脱窒、アンモニア発酵とアルコール発酵は低酸素条件下でF.oxysporumのエネルギー代謝ルールであり、この3つエネルギー代謝間の関係を検討した。
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[Publications] Z.Zhou, N.Takaya, M.Sakairi, H.Shoun: "Oxygen requirement for denitrification by the fungus Fusarium oxysporum"Arch. Microbiol.. 175. 19-25 (2001)
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[Publications] Z.Zhou, N.Takaya, A.Nakamura, M.Yamaguchi, K.Takeo, H.Shoun: "Ammonia Fermentation, a Novel Anoxic Metabolism of Nitrate by Fungi"J. Bio. Chem.. 277. 1892-1896 (2002)
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[Publications] Z.Zhou, N.Takaya, H.Shoun.: "Denitrification by eukaryotic microorganisms"Recent Research Developments in Microbiology. 6. 259-268 (2002)
