微生物による環境汚染源物質の分解-有機硫黄化合物中の炭素-硫黄結合の酵素的開裂-

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本申請者は化石燃料中の環境汚染源物質である有機硫黄化合物のモデル、ジベンゾチオフェン(DBT)の炭素骨格を破壊することなく脱硫できる微生物Rhodococcus erythropolis D-1が生産するDBT脱硫代謝酵素系に関する研究を行っている。この酵素系は3段階から成っているが、その1段目と2段目の酵素反応には基質に直接アタックする酵素蛋白質(DszC,A)以外に、フラビンレダクターゼの添加が必須であることが判明した。当然、R.erythropolis自身もフラビンレダクターゼを有しているが、さらに活性の高い同酵素が他の菌株から得られる可能性がある。今年度の研究においては、DszCと効率よくカップリングするフラビンレダクターゼをスクリーニングし、高生産菌株から同酵素を精製、単離し、その諸性質を決定した。Paenibacillus polymyxa A-1と同定された分離菌株が高い活性を有していたので、この菌株の無細胞抽出液から本酵素をSDS-PAGE上で均一にまで精製した。精製に際して比活性は3,400倍まで上昇し、精製収率は12%であり、サブユニット分子量は25kDaであった。FMN、NADHに対するKm値はそれぞれ1.7μM、425μMと算出され、至適温度は40〜50℃、至適pHは5.5であった。本酵素は40℃までとpH8〜10において安定であった。また、本酵素の活性中心にはNAD^+と電子の授受を行うSH基が存在し、酵素反応はordered bi bi mechanismに従って進行すると推察された。