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ナノ地球科学の開拓:微生物酵素により生成するナノ結晶の形成過程の研究

纳米地球科学探索：微生物酶产生纳米晶体的形成过程研究

基本信息

批准号：
16740300
负责人：
鈴木庸平
金额：
$ 2.24万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2005-2006)Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (2004)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

初年度、透過型電子顕微鏡と磁性測定を用いた硫化鉄および酸化鉄のナノ結晶の解析法を確立した。また、生物由来の硫化鉄鉱物を人工的な変質を起こさずに電子顕微鏡用の試料を作成する事に成功した。嫌気性微生物のDesulfovibrio vulgarisが生成する結晶と無機的な反応で生成する結晶とを比較し、粒径が大きく結晶形態の異なる硫化鉄ナノ粒子を生成する事が明らかにした。次年度はDesulfovibrio vulgaris細胞を可溶と不溶画分に分け、細胞中のどの成分が硫化鉄の結晶形態の制御に関与するか調べた。その結果、どちらの画分を用いて実験した場合も細胞全体と同様の結晶は形成されなかった。このことから、不溶画分中の電子伝達酵素が還元反応により結晶の飽和度を高める作用、およびグラム陰性細胞特有の細胞膜構造中の結晶の核形成と結晶成長を制御する作用の両方が必要であると推察された。次年度はこの他に、三価鉄及び元素状硫黄を還元するチトクロムc3について、不溶画分から液体クロマトグラフィー法を用いて精製に成功した。さらに、in vitroでの活性も分光法を用いて確認する事ができた。しかし、提案書に記載されている水素を酸化するヒドロゲナーゼは酸素に触れた影響か精製後のin vitroでの活性を確認できなかった。嫌気的条件下でヒドロゲナーゼを精製する必要性があると判断されるが、研究設備が不十分であるため、ヒドロゲナーゼの精製は断念した。最終年度は精製したチトクロムc3を用いたナノ結晶生成実験を行った。硫化鉄は細胞全体で見られた形態とは異なるナノ結晶がチトクロムc3を含む反応溶液中では生成された。再度、微生物の代謝活動と細胞構造全体が硫化鉄の結晶化を制御している事が強く示唆された。

Determination of magnetic properties by transmission electron microscopy in the early years and determination of crystallization of iron sulfide and iron oxide The quality of iron sulfide of biological origin has been improved and the sample for electron microscope has been successfully prepared. Desulfovibrio vulgaris is produced by microorganisms with different crystal and inorganic forms, and iron sulfide particles with different particle sizes are produced. In the next year, the soluble and insoluble components of Desulfovibrio vulgaris cells were regulated, and the components in the cells were regulated. The result is that all cells are formed in the same way. It is necessary to investigate the role of electron transfer enzymes in the formation of nuclei and the regulation of crystal growth in the cell membrane structure unique to negative cells. In the next year, iron and elemental sulfur were successfully purified by the method of insoluble separation. The activity in vitro was confirmed by spectrophotometry. It is recorded in the proposal that the activity of water in vitro is confirmed by the effect of acid in vitro. The necessity of refining under certain conditions is not obvious. The final year is to refine the crystal formation process. Iron sulfide is produced in a solution containing iron oxide. Thirdly, the metabolic activities of microorganisms and the whole structure of cells are strongly influenced by the crystallization of iron sulfide.