光合成細菌の電子伝達系の遺伝子工学的制御による水素発生系の構築

基因控制光合细菌电子传递系统构建产氢系统

• 批准号: 14750640
• 负责人: 吉田 真
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750640/
• 关键词: 水素; ニトロゲナーゼ; ヒドロゲナーゼ; 紅色光合成細菌; 遺伝子工学; Rhodopseudomonas palustris; Rhodoblastus acidophilus; Rhodobacter capsulatus

紅色光合成細菌の電子伝達系の遺伝子に突然変異を導入することによって光合成細菌の水素発生能を増強するという、光エネルギーと水素燃料とを結びつける研究をおこなった。近年の研究により、ニトロゲナーゼを支配するnifD遺伝子を改変することによってニトロゲナーゼが触媒する反応の特異性を制御できる可能性が示唆された。また、ニトロゲナーゼの詳細な三次元構造も明らかになってきた。さらに、取り込みヒドロゲナーゼの存在はニトロゲナーゼの水素発生の障害となるので、これをコードするhupSL遺伝子を欠失させることでも水素発生の増強が期待できる。本研究では、これら最新の知見を統合して光合成細菌に複数の突然変異を導入し、単一の細胞内で連係させて電子伝達系を制御し、水素発生能を増強した細菌株を作成している。紅色光合成細菌Rhodopseudomonas palustrisのnifD遺伝子とhupSL遺伝子のクローニングを完了したので、二重相同組換えを利用して以下の遺伝子操作をおこなった。まず、クローニングされたnifD遺伝子にカナマイシン耐性遺伝子カセットを挿入し、nifD遺伝子を欠きカナマイシン耐性遺伝子を有する株を作成した。これを親株として、ニトロゲナーゼの水素発生反応への特異性を高めると予想される点突然変異をnifD遺伝子に導入する予定である。また、クローニングされたhupSL遺伝子を利用して、取り込みヒドロゲナーゼを欠いた株を作成した。現在、得られた突然変異株の水素発生能を解析しており、投稿論文を準備中である。これと並行して、各種培養条件における水素発生反応を評価し、最適な条件を模索した。ガスクロマトグラフなどにより、培養から発生する水素の定量をおこなった結果、何種類かの有機酸が有望であることが示唆された。また、培養液のpHの影響についても解析し、水素発生に適したpHを見出した。

A study on the mutation of the electron transfer system of red photosynthetic bacteria and the enhancement of water production energy of photosynthetic bacteria. In recent years, the research on the possibility of controlling the specificity of the reaction between the two catalysts has been carried out. The three-dimensional structure is composed of two parts: one part is composed of two parts, the other part is composed of two parts. In addition, the existence of a new type of water source is expected to increase the production of water elements. This study is based on the latest knowledge on the introduction of multiple mutations in photosynthetic bacteria, the development of intracellular linkages, the control of electron transfer systems, and the enhancement of water element production. The red photosynthetic bacteria Rhodoppseudomonas palustris nifD gene and hupSL gene are used to complete and double the same gene. The plant is prepared by the following methods: The specificity of this protein is high, and it is expected that there will be a sudden change in nifD gene introduction. In addition to the above, we have also developed a new method for the production of high-quality products. Now, we have to analyze the water element production of different plants, and prepare the paper. In addition, various culture conditions were evaluated and the optimum conditions were obtained. This shows that when you add sugar to your diet, you can quantify the amount of water produced during incubation, and you can expect to find any type of organic acid. The pH of culture medium is affected by the pH of culture medium. The pH of culture medium is affected by the pH of culture medium.