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担子菌による芳香族ニトロ化合物代謝機構の解明:遺棄化学兵器処理に向けた基礎的研究

担子菌芳香硝基化合物代谢机制的阐明：废弃化学武器处理的基础研究

基本信息

批准号：
04J06807
负责人：
寺本寛
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までの研究により芳香族ニトロ化合物の分解は低窒素源濃度にて促進されることが示された。つまり、各培養条件における担子菌の細胞応答機構の解明は、実プロセスに向けて重要な基礎データの獲得につながると考えられた。Phanerochaete chrysosporiumをKirk液体培地(HCHN;28mMグルコース,24mM,N,HCLN;28mMグルコース,2.4mM,N)にて培養した。N源として、酒石酸アンモニウム等(計5種)を用いた。各条件下で4日間培養後、調製した細胞外タンパク質を二次元電気泳動に供したところ、発現パターンが大きく異なった。MALDI-TOF-MS解析で得たペプチドフィンガープリントを用いて、P.chrysosporium in silico protein databaseに対してMASCOT検索することでタンパク質を同定した。LN下では、マンガンペルオキシダーゼ、リグニンペルオキシダーゼや細胞外過酸化水素供給系と考えられているglyoxal oxidase、aryl-alcohol oxidase等が同定された。またN源によらず、全てのLN条件下にてリグニン分解酵素の誘導が確認された。HN下では、有機酸およびアミノ酸代謝に関わる酵素や糖質代謝関連酵素等、LNでは発現していないスポットが数多く検出された。HN下で共通して発現量の高いスポットとしてendo-β-1,3(4)-glucanase、exo-β-1,3-glucanaseが同定された。担子菌細胞壁および細胞外マトリックスはβ-1,3-glucanを主成分とするため、これらの酵素は細胞外マトリックス(グルカン層)の代謝に関わったと予想された。一方で、細胞内タンパク質のプロテオーム解析により、LNとHN条件間で代謝システムが大きく異なることが判明した。LN条件下では、窒素源の再利用や窒素同化に関わる酵素が数多く誘導された。さらに、1,4-benzoquinone reductaseに代表される芳香族化合物代謝酵素、解糖系、TCA回路およびペントースリン酸回路に関わる酵素の多くがLN条件下にて発現誘導を受けた。つまり、P.chrysosporiumはLN条件(リグニン分解条件)において、リグニン分解酵素だけでなく、リグニン分解産物である芳香族化合物の代謝に適した代謝システムを活性化させることで、効率的にリグニン分解を行うことが明らかになった。

The decomposition of aromatic compounds was promoted by low concentrations of aromatic sources. The cell response mechanism of basidiomycetes under various culture conditions is explained and studied in detail. Phanerochaete chrysospore was cultured in Kirk solution (HCHN;28mM,24mM,N,HCLN;28mM, 2.4mM, N). N source, tartaric acid, etc.(5 kinds in total) are used in the middle. After 4 days of culture under each condition, the extracellular matrix was modulated and the two-dimensional electrophoresis was performed. MALDI-TOF-MS analysis results in the use of P. chrysosporium in silica protein database for MASCOT search. Under LN conditions, glyoxal oxidase, aryl-alcohol oxidase, etc. are identified. The induction of N-degrading enzymes was confirmed under the condition of N source and total N. Under HN, enzymes related to acid metabolism and glucose metabolism are found in many cases. Under HN conditions, the common occurrence of high levels of endo-β-1,3 (4)-glucanase and exo-β-1,3-glucanase was also determined. Basidiomycete cell wall and extracellular matrix are involved in the metabolism of β-1,3-glucan. A party, the intracellular quality of the solution, LN and HN conditions between the metabolism of the solution to determine the difference Under LN condition, the enzyme involved in the reutilization and assimilation of anabolic factors was induced by several factors. In addition, 1,4-benzoquinone reductase represents the induction of enzymes related to aromatic compound metabolism, carbohydrate hydrolysis system, TCA circuit and amino acid circuit under LN conditions. P. chrysosporium under LN conditions (decomposition conditions) for the metabolism of aromatic compounds, metabolism of enzymes, decomposition products of aromatic compounds, metabolism of enzymes, activation of enzymes, efficiency of decomposition of aromatic compounds.