海洋性好熱菌による難分解性プラスチックの分解及び有用物質生産システムの構築

海洋嗜热菌对持久性塑料的分解及有用物质生产系统的构建

• 批准号: 20658050
• 负责人: 左子 芳彦
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20658050/
• 关键词: 脱ハロゲン化酵素; ポリ塩化ビニル; 好塩性Bacillus; モノブロモ酢酸; デハロゲナーゼ; ハロ酸デハロゲナーゼ; モノブロム酢酸; キチン; ハロ酸デハロゲナーゼ」

本研究は、ポリ塩化ビニル(PVC)など難分解ハロゲン化合物を、海洋性細菌を用いて分解し有用物質を生産するシステムの基盤構築を目的としている。そのため昨年度までに、モノブロモ酢酸(MBA)の微生物に対する増殖阻害作用を利用した集積・分離培養法を確立し、鹿児島県若尊カルデラの海底コア試料から極めて高い脱ハロゲン活性を発現するBacillus属137c株を分離することに成功した。今年度は、本菌株より脱ハロゲン化酵素(HAD)の遺伝子クローニングを試みた。また、得られた137c株HAD候補遺伝子ならびに既報のProteobacteria門のHAD遺伝子のアミノ酸配列に基づき最尤法により系統樹を作成するとともに、海洋メタゲノム(GOS : Global Ocean Sampling)におけるBacillus属細菌HAD様遺伝子の分布を調査した。データベースよりBacillus属細菌ゲノム情報よりHAD様遺伝子配列を検索した結果、いずれもGroup II HAD様配列であり計23配列得られた。これらは酵素性状が報告されているProteobacteria門のGroup II HAD配列とは異なる4つのグループ(1～4)に大別された。137c株に対してHAD様遺伝子を探索したところグループ3特異プライマーによるPCRによって増幅産物が得られた。本遺伝子ホモログは、海洋メタゲノムから得られなかったが、ごく最近砂漠塩湖より分離された好塩性B.coahuilensisのゲノム上に見出された。16S rDNAに基づく系統樹においても、137c株はB.coahuilensisを含む中度好塩性Bacillus属細菌と近縁であり高塩分環境におけるHADの重要性が示唆された。また、本HADはgroup Iに属するHADと同様にL体とD体両方のハロゲン化合物に対して活性を示す。しかしながら、Group Iの酵素反応に重要なアミノ酸配列YGNPHYは認められなかった。また本HADは構成的に発現することから、誘導的に発現する既報のHADと転写制御においても大きく異なる。これまで、Bacillus属細菌由来のHADに関する知見は皆無であり、ハロゲン化合物の分解のための新たな酵素資源としての利用が期待される。

は, this study ポ リ salt chemical ビ ニ ル (PVC) な ど difficult decomposition ハ ロ ゲ を ン compounds, Marine bacteria を い て decomposition し を useful substance す る シ ス テ ム の base plate construct を purpose と し て い る. そ の た め yesterday annual ま で に, モ ノ ブ ロ モ boggy acid (MBA) の microbial に す seaborne る raised colonization resistance against role を using し た sets, product separation, culture method を establish し, deer island where 県 if honour カ ル デ ラ の submarine コ ア sample か ら め extremely high て い ハ off ロ ゲ ン active を 発 now す る Bacillus genus 137 c separation plant を す る こ と に successful し た. This year, よ, the cultural heritage of this strain よ <s:1> ハロゲ esterification enzyme (HAD) 伝, <s:1> ロ ニ ニ グを グを try みた. ま た, ら れ た 137 c strains HAD traces of alternate 伝 son な ら び に at both の Proteobacteria door の HAD survived 伝 son の ア ミ ノ acid with column に base づ き most especially method に よ り system tree を made す る と と も に, Marine メ タ ゲ ノ ム (GOS: Global Ocean Sampling)における the distribution of 伝 offspring of the HAD sample of Bacillus genus bacteria を investigation of た. デ ー タ ベ ー ス よ り Bacillus genus bacteria ゲ ノ ム intelligence よ り HAD others in heritage 伝 with sequence を 検 cable し た results, い ず れ も Group II HAD others go で あ り meter go up to 23 ら れ た. こ れ ら は enzyme properties が report さ れ て い る Proteobacteria door の Group II HAD match column と は different な る 4 つ の グ ル ー プ (1 ~ 4) に comparing さ れ た. 137 c strain に し seaborne て HAD others in heritage 伝 son を explore し た と こ ろ グ ル ー プ 3 specific プ ラ イ マ ー に よ る PCR に よ っ て raised product picture が must ら れ た. This heritage 伝 son ホ モ ロ グ は, Marine メ タ ゲ ノ ム か ら have ら れ な か っ た が, ご く recently desert salt lake よ り separation さ れ た good salt sex biggest oahuilensis の ゲ ノ ム に shows on さ れ た. 16 s rDNA に base づ く system tree に お い て も, 137 c は biggest oahuilensis を む moderately well salt sex Bacillus genus of bacteria と nearly try で あ り high salt environment に お け る yudhoyono の importance が in stopping さ れ た. ま た, Ben HAD は group I に genus す る yudhoyono と with others に L body と D body struck party の ハ ロ ゲ ン compound に し seaborne て active を す. <s:1> ノ ながら, Group I <s:1> enzyme counter応 に important なア ノ ノ acid configuration YGNPHY った recognizes められな った った. Up ま た this yudhoyono は に 発 now す る こ と か ら, induced に 発 now す る both reported の yudhoyono と planning write suppression に お い て も big き く different な る. こ れ ま で bacteria and Bacillus genus origin の yudhoyono に masato す る knowledge は nix で あ り, ハ ロ ゲ ン compounds の の た め の new た な enzyme resource と し て の using が expect さ れ る.

项目成果

海洋コアや堆積物由来の有用新規微生物の探索-脱ハロゲン酵素産生菌の分離・性状とその遺伝子解析-

寻找源自海洋岩心和沉积物的有用新微生物 - 产脱卤酶细菌的分离和表征及其遗传分析 -

• 发表时间: 2010
• 作者: Y.Chiba;T.Yoshida;N.Ito;H.Nishimura;C.Imada;H.Yasuda;Y.Sako;左子芳彦
• 通讯作者: 左子芳彦

海洋環境からの脱ハロゲン活性保有菌の探索

从海洋环境中寻找具有脱卤活性的细菌

• 发表时间: 2009
• 作者: Y.Chiba;T.Yoshida;N.Ito;H.Nishimura;C.Imada;H.Yasuda;Y.Sako;左子芳彦;岡田理菜・伊藤典弘・吉田天士・左子芳彦
• 通讯作者: 岡田理菜・伊藤典弘・吉田天士・左子芳彦

Isolation of a bacterium possessing a haloac id dehalogenase from a marine dsediment core

从海洋沉积物核心中分离具有卤代酸脱卤酶的细菌

• 发表时间: 2009
• 期刊: Microbes Environ 24(3)
• 作者: Y.Chiba;T.Yoshida;N.Ito;H.Nishimura;C.Imada;H.Yasuda;Y.Sako
• 通讯作者: Y.Sako

鹿児島県若尊カルデラの海底コアに優先するキチン資化細菌

鹿儿岛县若村火山口海底核心优先选择的几丁质同化细菌

• 发表时间: 2008
• 作者: 鶴巻美穂子;西村宏;川市智史;古山広大;吉田天士;左子芳彦
• 通讯作者: 左子芳彦