抄録/ポイント：
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ABSTRACT細胞外電子移動(EET)は,代謝から発生した電子が,鉄または酸化マンガンのような末端電子受容体に細胞の外側に移動する呼吸の戦略である。EETは,主に2つのモデル系,Shewanella oneidensisとGeobacter sulfurreducensで研究した。また,金属還元は,水生生態系に見られる遍在性ガンマプロテオバクテリアであるエロモナス属を含む多数の微生物で報告されており,ヒトと魚類で病原性のある種がある。エロモナス属のゲノム比較は,S.oneidensis MtrCABと相同な外膜導管を明らかにした。金属と鉱物酸化物を呼吸する能力はAeromonas属では広くないが,配列Aeromonas hydrophila分離株の90%はMtrCAB相同体を含む。mtrAを欠くA.hydrophila ATCC7966変異体は金属を還元できない。相同成分を欠くS.oneidensis変異体におけるA.hydrophila mtrCABの発現は金属還元を回復した。金属還元のための外膜導管は類似していたが,S.oneidensis内膜とペリプラズムEET成分CymA,FccA,およびCctAの同族体はA.hydrophilaでは見つからなかった。ギ酸依存性亜硝酸レダクターゼ(NrfBCD)に関連する成分をコードすると予測される遺伝子のクラスターを,ここではNetBCD(Nrf様電子移動),および予測ジヘムペリプラズムチトクローム,PdsA(ペリプラズムジヘムシャトル)と名付けた。このクラスターによりコードされた蛋白質は細胞質膜からMtrCAB導管への細胞質膜からの電子移動を促進し,真正NrfABCD系から独立して機能することを示した。pdsA及びネットBCDを欠くA.hydrophila変異体は金属を還元できなかったが,これらの遺伝子の異種発現はS.oneidensis変異体バックグラウンドにおける金属還元を回復できた。したがって,EETはA.hydrophilaと他の種のAeromonasを鉄またはマンガンに富む酸素制限環境で持続し,増殖させる。IMPORTANCE金属還元微生物は,電気生産,毒性化合物のバイオレメディエーション,廃水処理,および貴重な化合物の生産に使用される。金属を還元することが報告されている多数の微生物にもかかわらず,分子メカニズムは主に2つのモデル系,Shewanella oneidensisおよびGeobacter sulfurreducensにおいて研究されている。Aeromonas hydrophilaにおける細胞外電子移動の機構を特性化し,それは,よく研究されたShewanella系,MtrCABを用いて,外膜を横切る電子を移動させた;しかし,ほとんどのエロモナス属は,ペリプラズムおよび外膜を介して内膜から電子を伝達する新しい機構を使用するようである。金属還元のためのShewanella spp.およびエロモナス属におけるMtrCABの保存使用およびエロモナス属における金属還元遺伝子の保存ゲノム構造は,ゲノムまたはトランスクリプトーム配列決定から金属還元微生物を同定するためのゲノムマーカーとして役立つ可能性がある。金属還元に用いる種々の経路の理解は,実際の応用に用いる微生物の最適化とより効率的な設計を可能にする。Please refer to the publisher for the copyright holders. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
