抄録
われわれは、ラン色細菌のニトロゲナーゼを利用した水素の光生物的水素生産の研究開発に取り組んでいる。これまでに、Nostoc sp. PCC7120株で、水素再吸収の抑制のためにヒドロゲナーゼ遺伝子を破壊し（ΔhupL、ΔhupL/ΔhoxH株）、水素生産活性が野性株の約4-7倍増大するという成果を得た。しかし、高活性が10時間程度しか持続しないという問題があった。ホモクエン酸はニトロゲナーゼ活性中心FeMo-cofactorに配位する。従属栄養細菌Klebsiellaでは、ホモクエン酸合成酵素遺伝子nifVを破壊するとニトロゲナーゼの窒素固定活性は大幅に低下するが、水素生産性が増大する。ニトロゲナーゼの窒素固定能が相対的に低下すれば、成長のための窒素栄養の要求性がより長く持続し、結果的に、ニトロゲナーゼによる水素生産の高活性が持続するようになると期待される。Nostoc sp. PCC7120株は、2つのnifV遺伝子（nifV1、nifV2）を持つ。野生株とΔhupL株を親株として、その一方または両方の遺伝子を破壊した6種の変異株を作製したところ、いずれの破壊株も窒素固定能は低下した。ΔhupL/ΔnifV1株では、水素生産の高活性が比較的長期間持続し、カルチャー当たりの水素生産性増大につながった。2つのnifVの発現のパターンとニトロゲナーゼ活性との関係について論じる。
