抄録
われわれは、ラン色細菌を粗放栽培漁業的に培養し、窒素固定酵素ニトロゲナーゼと光合成を利用して再生可能な水素を経済的に生産することを提案している。これまでに、Anabaena PCC 7120をモデル生物として、水素の再吸収に働き生産の妨害になると考えられた取込み型ヒドロゲナーゼの遺伝子破壊株（ΔhupL）を作製し、水素生産の最大活性がアルゴン気相下で野性株に比べ4-7倍に増大することを示した。しかし、ニトロゲナーゼからの還元力の大部分は窒素固定に使われるため、水素生産の効率がまだ十分でない。本研究では、ニトロゲナーゼのMoFe7S9活性中心クラスター（FeMo cofactor）に配位するホモクエン酸のレベルを操作することにより、電子配分比率が変化し水素生産が増加するかどうかを調べた。Klebsiella pneumoniaeではホモクエン酸合成酵素NifVの遺伝子の破壊により窒素固定は大幅に低下するが、水素生産には影響がないと報告されている。Anabaena PCC 7120には2コピーのnifV遺伝子（nifV1、nifV2）があり、野生株とΔhupL株からその一方または両方の遺伝子を破壊した3株を作製した。そのうちの1株は、ΔhupL株と比べ水素生産の最大活性がアルゴン気相下で約2倍増大し、窒素ガスを含む気相下ではさらに顕著に増大した。また、nifV1とnifV2のノーザンブロットおよびGFPを利用した解析により発現パターンに違いが見られたので、それぞれの役割について考察する。
