脱窒細菌の芳香族化合物分解反応を利用する有用物質生産

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本年度は、フェノールからp-ヒドロキシ安息香酸合成のための条件を検討するとともに、さらに広範囲のスクリーニングを行い、新規な脱窒性芳香族化合物分解細菌を見出した。1)フェノールのカルボキシル化によるp-ヒドロキシ安息香酸の合成: この合成には、フェノールのリン酸化とカルボシキル化反応の2段階酵素反応を必要とする。大量培養して得たAzoarcusCC-11株の無細胞抽出液を用いて、それぞれの反応を探索したところ、第1段目の反応はその逆反応で見知できるものの、正反応に必要なリン酸供与体を特定するには至らなかった。一方、フェノールリン酸のCO_2によるカルボキシル化反応は、高い活性で認められた。無細胞抽出液による酵素実験とは異なり、菌体反応によっては、フェノールからp-ヒドロキシ安息香酸の著量蓄積を認めた。また、培養条件の検討により、その蓄積量を向上させることができた。これらの検討より、この合成反応の律速段階は、フェノールのリン酸化にあることが判明し、さらに蓄積量を高めるためには、そのリン酸供与体の解明と、その反応の増強が必要であることが明かとなった。2)新規な脱窒性芳香族化合物分解菌の単離: フェノールを単一炭素源とする連続培養より、らせん状の細菌、CC-26株を分離し、16rDNAの塩基配列の解析より、Proteobacteriaのα-subclassに属するMagnetospirillumに近縁な細菌であることを認めた。本菌の鉄イオンに対する要求性の低いことに注目して、鉄イオン制限培地を用いて、広範囲にスクリーニングし、多くの類似な細菌を見出し、系統分類の位置を確定した。これらの菌株は、これまでと同様に、ベンジルCoAを経る代謝経路で、芳香族化合物の分解を行うことも明らかにした。