一酸化炭素を活性化して生成する酵素の生産と性質

Production and properties of enzymes that activate and produce carbon monoxide.

• Rodney Burton
• Mehmet Can
• Daniel Esckilsen
• Seth Wiley
• Stephen W Ragsdale

抄録

本章では、嫌気的に二酸化炭素を固定してアセチル-CoAに変換するWood-Ljungdahl経路（WLP）の2つの主要なニッケル-鉄-硫黄酵素、一酸化炭素脱水素酵素（CODH）とアセチル-CoA合成酵素（ACS）の生産と特性評価に関わる方法に焦点を当てています。WLPは嫌気性細菌や古細菌による細胞材料の生合成やエネルギー保存に利用されており、燃料や化学物質の生産のために合成ガスや廃棄ガスを利用することを目的としたいくつかの産業用バイオテクノロジープロセスの中心的な役割を果たしています。この経路は、生物、例えばメタン菌や硫酸還元剤がアセテート上で成長することを可能にするために、逆に実行することができます。CODHとACSは、CO、メチル基、およびコエンザイムAをアセチル-CoAに変換する粘り強いCODH/ACS複合体を形成するために絡み合っています。CODHはまた、独立したホモ二量体として機能するモジュラーユニットとしても機能します。ＡＣＳとのカップリングの他に、ＣＯＤＨは、ＣＯの酸化をＨの形成にカップリングするために、ヒドロゲナーゼと相互作用することができる。これらの酵素は、いくつかの微生物から精製され、特徴付けられている。

The chapter focuses on the methods involved in producing and characterizing two key nickel-iron-sulfur enzymes in the Wood-Ljungdahl pathway (WLP) of anaerobic conversion of carbon dioxide fixation into acetyl-CoA: carbon monoxide dehydrogenase (CODH) and acetyl-CoA synthase (ACS). The WLP is used for biosynthesis of cell material and energy conservation by anaerobic bacteria and archaea, and it is central to several industrial biotechnology processes aimed at using syngas and waste gases for the production of fuels and chemicals. The pathway can run in reverse to allow organisms, e. g., methanogens and sulfate reducers, to grow on acetate. The CODH and ACS intertwine to form a tenacious CODH/ACS complex that converts CO, a methyl group, and coenzyme A into acetyl-CoA. CODH also behaves as a modular unit that can function as an independent homodimer. Besides coupling to ACS, CODH can interact with hydrogenases to couple CO oxidation to H formation. These enzymes have been purified and characterized from several microbes.

© 2018 Elsevier Inc. All rights reserved.