炭酸固定を触媒する脱炭酸酵素群の発見とCO2の精密分子変換技術の確立

Title

炭酸固定を触媒する脱炭酸酵素群の発見とCO2の精密分子

_{変換技術の確立( はしがき )}

Author(s)

長澤, 透

Report No.

平成12年度-平成13年度年度科学研究費補助金 (基盤研究

_{(B)(1) 課題番号12559003) 研究成果報告書}

Issue Date

2001

Type

研究報告書

Version

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12099/540

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研究成果報告

研究成果の要約

種々の脱炭酸酵素が動植物･微生物に存在し､多くの生化学的･酵素化学的知見が 蓄積されており､脱炭酸酵素は一般的に逆反応によって炭酸固定反応を触媒しないと されて来た｡しかし最近､可逆的に脱炭酸･炭酸国定反応を触媒する新規酵素として 我々はピロールー2一カルポン酸脱炭酸酵素の存在を明らかにした｡ピロールー2一カルポ ン酸脱炭酸酵素は効率良くピロールヘの炭酸固定を触媒する｡この酵素反応は生体触 媒によるCO2の利用､および精密分子変換バイオプロセスヘの応用という観点で意義 深いものである｡しかし､ピロールー2一カルポン酸脱炭酸酵素と似通った特性を示す 脱炭酸酵素の報告はこれまでにない｡そこで我々は､炭酸固定反応をも触媒する脱炭 酸酵素を新たに探索した｡ 可逆的に脱炭酸･炭酸固定反応を触媒する酵素反応を見いだすために､含窒素複素 環化合物であるインドールー3一カルポン酸に着目した｡インドールー3一カルポン酸を単

一炭素源とした集積培養を行い､種々の土壌サンプルから脱炭酸活性を有する細菌鱒

よびカビを分離した｡高いインドールー3一カルポン酸脱炭酸酵素活性を示した細菌FI

1612株を選択した｡酵素活性は培地へのインドールー3-カルポン酸の添加によって強く

誘導された｡最適培養条件を検討した結果､脱炭酸および炭酸国定活性がともに向上 した｡休止菌体を用いた炭酸固定を試みたところ､インドールと炭酸水素カリウムか らインドールー3一カルポン酸の生成が認められた｡ 以上の検討結果から､さらに芳香環､複素環カルポン酸脱炭酸反応を触媒する酵素 を広く微生物界に探索することにより､可逆的脱炭酸酵素の存在が強く示唆される結 果となった｡これらの反応を系統的に収集することにより､CO2の精密分子変換技術の 規範となろう｡

研究目的