Lumichrome biodegradation mechanism in Rhodococcus sp. LC-2.

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リボフラビンは植物や微生物によって生産される水溶性ビタミンであり、自然界に広く存在する。生体から自然環境中に放出されたリボフラビンは光分解などを受けて容易にルミクロムとなるが、生じたルミクロムの環境動態は明らかにされていない。本研究では、ルミクロム分解能を有する放線菌Rhodococcus sp. LC-2株のルミクロム分解機構を解明することで、環境中におけるルミクロムの微生物分解経路を明らかにすることを目的としている。ルミクロム存在下で転写量が大きく上方制御された遺伝子クラスターにおいて、ルミクロムの分解代謝への関与が示唆された酵素タンパク質をコードした7つの遺伝子の遺伝子破壊株の作製にそれぞれ成功した。これら遺伝子破壊株のほとんどはルミクロム分解能を失ったことから、これらの遺伝子クラスターにコードされた酵素タンパク質がルミクロム分解に関与していることが明らかになった。LC-2株の全ゲノムDNA配列を明らかにした結果、上述の遺伝子クラスターは本菌株が有する線状プラスミドにコードされていたことが示された。このことは、LC-2株のルミクロム分解能がプラスミドによって後天的に獲得されたことを示唆しており、Rhodococcus属にルミクロム分解能が保存されていないという結果と一致した。LC-2株のルミクロム分解産物をHPLCおよびLC/MSによって解析した結果、ルミクロムの水酸化物と思われる化合物（分子量＋16）が新たに検出された。さらに、当該化合物の分解産物を思われる化合物も検出されていることから、ルミクロム分解は水酸化反応を経て分解代謝されていく可能性を新たに見出した。