従属栄養的に硝化を行うことは微生物自身にとってどのような意義があるのか？

异养硝化作用对于微生物本身有何意义？

• 批准号: 21K12220
• 负责人: 藤原 健智
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12220/
• 关键词: 従属栄養硝化; ピルビン酸オキシム酸素添加酵素; POD

１．Alcaligenes faecalis由来のピルビン酸オキシム酸素添加酵素（AfPOD）の結晶化と凍結を嫌気チャンバー中で行い、BL-1Aビームライン（KEK-PF）で取得したＸ線回折データを用いることで、AfPODの二価鉄結合状態の結晶構造を1.7Å分解能で得ることに成功した（PDB ID: 8IL8）。またAfPODの活性に必須であるN末端18アミノ酸残基を欠損した変異酵素（AfPODd18N, PDB ID: 8IQA）、およびBradyrhizobium sp. WSM3983由来のPOD（BWPOD, PDB ID: 8IX6）についてもそれぞれ結晶構造を解析した。現在は、PODの結晶構造、および反応機構に関する学術論文を作成中である。２．アミノ酸配列に基づく分子系統解析、および機能分析の結果、PODはクラスⅡアルドラーゼ・スーパーファミリーに属する他の酵素タンパク質とは明確に区別される単系統群であることを示した。またPOD遺伝子は、芳香族化合物の代謝や輸送に関与すると考えられる遺伝子と同一の転写単位を構成する。このことからPODは、従属栄養硝化とともに、何らかの代謝経路にも関与する‘ダブルファンクション’酵素である可能性がある。この仮説に関する学術論文を投稿した（査読中）。３．A. faecalisのPOD遺伝子破壊（dpod）株の作成に成功し、遺伝子破壊によって従属栄養硝化能を失うことを確認した。さらにdpod株と親株を用いてメタボロム解析を行った結果、ポリアミンの一種であるスペルミジンがdpod株では検出されなくなることから、PODが従属栄養硝化だけでなく、ポリアミン代謝にも関与している可能性が示唆された。

1. Alcaligenes Faecalis origin の ピ ル ビ ン acid オ キ シ ム acid, adding enzyme (AfPOD) の crystallization と freeze を too 気 チ ャ ン バ ー い, で line of BL - 1 A ビ ー ム ラ イ ン (KEK - PF) で obtain し た X-ray inflexion デ ー タ を with い る こ と で, AfPOD の 価 iron objects combining two state の crystal structure decomposition can で を 1.7 A Youdaoplaceholder0 とに とに success た (PDB ID: 8IL8). Youdaoplaceholder0 AfPOD <s:1> activity に requires である n-terminal 18ア ノ ノ acid residue を underdamage <s:1> た alloenzyme (AfPODd18N, PDB ID: 8IQA), およびBradyrhizobium sp. WSM3983 from <s:1> POD (BWPOD, PDB ID:) 8IX6) に に て て それぞれ それぞれ crystal structure を analysis た た. At present, the する academic papers を on および, POD <s:1> crystal structure, and および anti応 mechanism に are being completed at である. 2 ア ミ ノ acid with column に base づ く molecular system, お よ の び function analysis, POD は ク ラ ス Ⅱ ア ル ド ラ ー ゼ · ス ー パ ー フ ァ ミ リ ー に genus す る he の enzyme タ ン パ ク qualitative と は に clear distinction さ れ る 単 system group で あ る こ と を shown し た. ま た POD heritage 伝 は, aromatic compounds の metabolic や conveying に masato and す る と exam え ら れ る posthumous son 伝 と same の planning write 単 を constitute す る. こ の こ と か ら POD, は 従 tech students.their ownship raise nitration と と も に, ら か metabolic 経 の way に も masato and す る 'ダ ブ ル フ ァ ン ク シ ョ ン' enzyme で あ る possibility が あ る. Youdaoplaceholder5 仮 says that に is related to する academic paper を submission 読 た (check 読). 3. A. faecalis の POD heritage 伝 son broken 壊 (dpod) strains の made に し success, but 伝 broken 壊 に よ っ て 従 belong to tech students.their ownship can raise nitrification を lost う こ と を confirm し た. さ ら に dpod seedlings を と kiss with い て メ タ ボ ロ ム parsing line を っ た results, ポ リ ア ミ ン の a で あ る ス ペ ル ミ ジ ン が dpod strains で は 検 out さ れ な く な る こ と か ら, POD が 従 belong to tech students.their ownship raise nitration だ け で な く, ポ リ ア ミ ン metabolic に も masato and し て い が る possibility in stopping さ れ た.

项目成果

Response of N2O production by oceanic nitrifying bacteria to acidification.

海洋硝化细菌产生的 N2O 对酸化的响应。

• 发表时间: 2021
• 作者: S. Toyoda;T. Matsui;T. Hirane;T. Fujiwara;N. Yoshida
• 通讯作者: N. Yoshida

Gene expression analysis of Alcaligenes faecalis during induction of heterotrophic nitrification.

• DOI: 10.1038/s41598-021-02579-3
• 发表时间: 2021-11-29
• 期刊: Scientific reports
• 影响因子: 4.6
• 作者: Tsujino S;Dohra H;Fujiwara T
• 通讯作者: Fujiwara T

Transcriptome analysis of Alcaligenes faecalis during heterotrophic nitrification.

异养硝化过程中粪产碱菌的转录组分析。

• 发表时间: 2022
• 作者: Tsujino S;Dohra H;Fujiwara T
• 通讯作者: Fujiwara T

Characterization of carotenoid-producing Brevundimonas sp. isolated from Porites coral

产生类胡萝卜素的短波单胞菌的表征。

• 发表时间: 2022
• 作者: Tsujino S;Dohra H;Fujiwara T;Fujiwara T
• 通讯作者: Fujiwara T

Analysis of Molecular Mechanism from heterotrophic nitrification in Alcaligenes faecalis.

粪产碱菌异养硝化作用的分子机制分析。

• 发表时间: 2021
• 作者: Tsujino S;Yamada Y;Dohra H;Fujiwara T.
• 通讯作者: Fujiwara T.