好熱性水素細菌の嫌気鉄呼吸による生育とその呼吸鎖に関する研究

嗜热氢菌厌氧铁呼吸生长及其呼吸链研究

• 批准号: 02J08531
• 负责人: 吉田 直樹
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J08531/
• 关键词: 鉄呼吸; 嫌気; チトクロム; 独立栄養; ヘム; acidianus; 鉄還元; ポルフィリン; 鉄還元酵素; クローニング; 糖鎖; 空気培養; スクリーニング; unculturable

今までに、pH1.2、80℃においてH_2を電子供与体、Fe^<3+>を電子受容体として独立栄養的に嫌気生育するAcidianus manzaensis NA-1株を単離した。本菌は鉄還元微生物として好熱性・好酸性を示す初めての例である。また、呼吸鎖末端酵素である鉄還元酵素Firを精製し、諸性質の解析をおこなった。以下、本年度の研究実績を報告する。(1)ヘム構造解析ピリジンフェロヘモクロム解析から、Firは新規ヘムを含むことが示唆された。そこで、ヘムの構造解析をおこなった。LC-MS/MSにより分子量および側鎖構造を推定した結果、分子量1008.5m/zを示すC_<59>H_4N_4O_7Feであることが示された。本分子量に合致するヘムは報告されておらず、新規ヘムであることが裏付けられた。MS/MS解析によりポルフィリン各側鎖がフラグメントとして検出され、ポルフィリン2位にhydroxyethylgeranylgeranyl基、8位に1,2-hydroxypropyl基を有することが明らかとなった。(2)鉄還元のメカニズムA.manzaensisにおける鉄還元のメカニズムを解明するために、Firの局在性と配向性を解析した。嫌気鉄呼吸により生育した菌体をトリプシン及びV8プロテアーゼにより処理した結果、Firの内部アミノ酸配列に合致する2つの消化断片を得た。各ペプチダーゼ処理後の上清画分には精製FIRと同様な吸収スペクトルが確認された。また、消化後の菌体の鉄還元活性は処理前と比較して約1/3であった。さらに精製したFIRはpH1.5において30-80℃で安定に存在するが、pH7.0において70℃では容易に失活する。以上から、本菌においてFirが菌体膜表面に鉄還元活性中心(ヘム)を位置する形で鉄還元をおこなっていることが示唆された。

到目前为止，已经分离了酸性manzaensis na-1菌株，该菌株在pH 1.2和80°C下自养生以电子供体的厌氧生长，而作为电子受体作为电子受体。这是第一个表现出嗜热性和嗜酸性的减铁微生物。另外，纯化了铁还原酶FIR，呼吸链末端酶，并分析了各种特性。下面我们将报告今年的研究结果。 （1）血红素结构分析吡啶铁 - 并素分析表明FIR包含一种新型血红素。因此，我们对血红素进行了结构分析。通过LC-MS/MS估计分子量和侧链结构，并显示分子量为C_ <59> H_4N_4O_7FE，该分子量的分子量为1008.5 m/z。没有据报道与这种分子量相匹配的血液，证实它们是新的下摆。 MS/MS分析表明，卟啉的每个侧链都被检测为片段，并且在位置2的位置有一个羟基乙基凝莲基因组，位于位置8的位置为1,2-羟基丙基群。（2）减少铁还原机制，以阐明A. manzaensis A. Manzaensis，Firation和Firation native andiration nerivation Annipation Annipation Annipation and Analize nations nations and Analies fir nations and Analies fir nations and AnalizeD and AnalizeD and Analigation。用厌氧铁呼吸生长的细胞用胰蛋白酶和V8蛋白酶处理，并获得了与FIR的内部氨基酸序列相匹配的两个消化片段。用肽酶处理后，在上清液中证实了与纯化FIR相似的吸收光谱。此外，与治疗前相比，消化后细菌细胞的还原活性约为1/3。此外，纯化的FIR在30-80°C时在pH值为1.5时稳定在1.5处，但在70°C时很容易在pH 7.0处停用，从上面开始，建议在这种细菌中，FIR可以以一种在细胞表面（Heme）的方式进行铁还原，以使铁的脱水中心（HEME）在细胞表面（HEME）。

项目成果

Anaerobic respiration with the reduction of Fe(III)-EDTA by H_2, and iron-reducing cytochrome c-552 in Hydrogenobacter thermophilus TK-6

嗜热氢杆菌 TK-6 中 H_2 和铁还原细胞色素 c-552 还原 Fe(III)-EDTA 的无氧呼吸

• 发表时间: 2005
• 期刊: Biochemical and Biophysical Research Communications (印刷中)
• 作者: Naoki Yoshida;et al.
• 通讯作者: et al.

Acidianus manzaensis sp.nov., a novel thermoacidophilic archaeon growing autotrophically on the oxidation of H_2 with the reduction of soluble Fe^<3+> as an electron acceptor

Acidianus manzaensis sp.nov.，一种新型嗜热嗜酸古菌，以 H_2 氧化为基础，以可溶性 Fe^3 > 作为电子受体进行还原，自养生长

• 发表时间: 2005
• 期刊: International journal of Systematic and Environmental Microbiology (印刷中)
• 作者: Naoki Yoshida;et al.
• 通讯作者: et al.