2015 Fiscal Year Annual Research Report
シアノバクテリアの細胞内電子供給系路の解明と新規芳香族化合物分解株の創成
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15H02836
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
木村 成伸 茨城大学, 工学部, 教授 (90291608)
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2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | シアノバクテリア / 電子伝達 / 光合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，植物型光合成微生物であるシアノバクテリアを利用して効率的にエネルギー生産や物質変換を行うために，シアノバクテリアに特徴的な電子供給系の全体像の解明と多様な有機化合物を代謝・分解できる新規シアノバクテリア株の作製を目指している。初年度のH27年度は，本研究課題遂行に必要な研究環境整備を進めると共に，以下の研究を開始した。
1. シアノバクテリア細胞内のAcidovorax sp. KKS102 由来BphA3への電子供給経路の解明
シアノバクテリアSynechosystis sp. PCC6803株が持つ光合成系の長鎖型FNRと短鎖型FNRの2つのアイソザイムについて，遺伝子組換え型酵素を作製，単離してBphA3への還元活性を有することを確認した。また，FNR以外のシアノバクテリア由来のBphA3還元タンパクを探索するために，電子供与体である可能性が高いPCC6803株の電子伝達系フラビンタンパクやフェレドキシン遺伝子をシアノバクテリアゲノムデータベースか中から選定，単離し，大腸菌E. coli JM109/pCBCA6株中で発現させて，候補タンパクのBphA3還元活性の有無をしらべた。その結果，いくつかの候補タンパク遺伝子を同定することができた。さらに，Acidovorax sp. KKS102由来BphA4-BphA3間の分子認識機構解明のためにBphA4への変異導入実験を行い，BphA3への電子伝達に重要な分子表面正電荷領域を明らかにした。
2. 薬物代謝酵素導入シアノバクテリア株の遺伝子発現系の改良
シアノバクテリア細胞中での異種タンパク遺伝子発現系の改良を目指して，シアノバクテリア特有の翻訳開始制御機構の探索を開始した。開始コドン上流の非シャイン・ダルガーノ（SD）型翻訳開始塩基配列の発現への影響について解析し，開始コドン上流の配列CCが非SD型翻訳開始に重要であることを示唆する結果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
多少の遅れはあったものの，ほぼ計画通り研究環境整備ができた。当初の計画通りFNRアイソザイムのBphA3還元活性を確認できた。また，大腸菌株を用いたスクリーニング系を用いてFNR以外のBphA3還元タンパク候補を複数同定することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
H28年度は，初年度に完了できなかった計画を引き続き行うと共に，当初の研究計画に沿って研究を進める。なお，連携研究者1名がH27年度末で定年退職し，研究組織に変更が生じたが，計画当初から予定されていたことであり今後の本研究計画の遂行に問題は無い。
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Research Products
(4 results)
