S14-01 : Geobacter属細菌のシトクロムを介した細胞外電子伝達

井上 謙吾
宮崎大学　農学部　応用生物科学科
鉄還元細菌は有機物を分解代謝する過程で生じる電子を細胞外の酸化鉄などの金属に伝達することで呼吸（異化的鉄還元）を行う。鉄還元細菌の代表的な微生物であるGeobacter属細菌は、自然界に広く分布する偏性嫌気性細菌であり、その多くは電子供与体として酢酸を好んで利用し、細胞外電子受容体としては不溶性の酸化鉄(Ⅲ)を利用できる。Geobacter属細菌の中でもG. sulfurreducensについては細胞外電子伝達について特に詳細な研究がなされてきた。電子受容体としてグラファイトや白金といった電気伝導性物質への電子伝達を効率的に行うことことから、微生物燃料電池で高い電流密度での発電が可能であることが知られている。G. sulfurreducensの細胞外電子受容体への電子伝達メカニズムについては全容解明には至っていないものの、ある程度の知見が蓄積している。有機物の分解・代謝の過程で生じた電子の細胞内から細胞外膜までの伝達は主にc型シトクロムを介した電子伝達により行われ、c型シトクロム遺伝子は細胞内から細胞外膜まで全体に渡って局在することが知られている。中でも細胞外へ分泌されるマルチヘムc型シトクロムOmcSは不溶性の酸化鉄、OmcZは電極への電子伝達を担うことが実験的に示されている。また、G. sulfurreducensはPilAを構成単位とする電気伝導性ナノワイヤーと呼ばれる線毛状の構造体を生産し、細胞外電子受容体への電子伝達や同種・異種微生物間での電子の受け渡しを担うことが知られている。本講演では、Geobacter属細菌が行う細胞外電子伝達機構について最新の知見を概説する。

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