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 植物由来物質がN2O発生を抑制？！分子メカニズムの全容理解により新資材開発に光

  農研機構と（株）アグロデザイン・スタジオは、クルミ科樹木の葉、根、殻および樹皮に含まれているJuglone（ユグロンまたはジュグロン）の「硝化抑制メカニズム」を解明した（世界初）。Jugloneは他の植物の成長を阻害する現象（アレロパシー、他感作用）を起こす物質として古くから知られている。また、土壌中のアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変換する「硝化反応」を担う「硝化菌（アンモニア酸化細菌）」の活動を阻害、すなわち硝化抑制剤と同じような作用をもたらすことが知られている。化学薬剤を使わない硝化抑制実現への期待が膨らんでいる。しかし、硝化抑制メカニズムが未だ解明されておらず、Jugloneの応用は進展していなかった。本研究は、硝化菌の硝化を担う２つの酵素の一つ「ヒドロキシルアミン酸化還元酵素（HAO）」に焦点を当てている。HAOは文字通り、アンモニアから別の酵素が生成したヒドロキシルアミン（中間体）を亜硝酸（イオン）に変換する酸化反応を触媒する。目下、農研機構とアグロデザイン・スタジオは構造ベース創薬（SBDD）の手法に基づき、HAO阻害剤の開発を進めている。今回、Jugloneの硝化抑制機能について多角的な評価を行った結果、Jugloneが亜硝酸の生成を止めることで、硝化菌による硝化反応とエネルギー生産系が停止することが明らかになった。世界で初めて硝化抑制の分子メカニズムが明らかになったことにより、硝化窒素の環境流出による富栄養化防止や、N₂O（亜酸化窒素、一酸化二窒素）ガスの排出削減に貢献する新規硝化抑制剤の開発が期待される（掲載誌：Applied and Environmental Microbiology、DOI: https://doi.org/10.1128/aem.01291-23） 。

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