好塩性酵素の高次構造を維持するアミノ酸残基とイオンの役割

• Project/Area Number: 05856017
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 応用微生物学・応用生物化学
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: 永田 信治 高知大学, 農学部, 助教授 (60180494)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1993: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: アミノ酸脱水素酵素 / 好塩性酵素 / 好塩性始原細菌 / アラニン脱水素酵素 / Halobacterium属細菌 / Natronobacterium属細菌 / ロイシン脱水素酵素 / 好塩性Bacillus属細菌

Research Abstract

好塩性細菌の好塩性アミノ酸脱水素酵素について以下のことを明らかにした.(1)好塩性Bacillus liche-niformisの低度好塩性ロイシン脱水素酵素は、反応における至適塩濃度の違いを除けば、その酵素化学的性質や基質の結合順序、補酵素のプロトン脱離における立体特異性などについても、従来の酵素と同じ性質を示した。さらに精製酵素を用いてアミノ酸配列を明らかにすると共に、酵素遺伝子の塩基配列からその一次構造を解析したが、全一次構造を確定するには至らなかった。(2)好アルカリ性Natronobacteriummagadiiの高度好塩性ロイシン脱水素酵素の詳細な酵素化学的諸性質を明らかにし、特に酵素の活性と安定性に対する塩の効果を解析した。反応における一価陽イオンの適性と一価陰イオンのカオトロピック効果との相関関係を明らかにした。また酵素は活性化される状況が、酵素の最も安定な条件を与えた。(3)Halobacterium halobiumの高度好塩性アラニン脱水素酵素は、サブユニットの解離会合や塩濃度に伴う基質親和性の変化などH.saccharovorumの酵素とよく似た性質を示した。さらにその反応様式を明らかにし、反応に対する塩の効果についても高度好塩性酵素間で大きな相違はなかった。これらの高度好塩性アミノ酸脱水素酵素は、低濃度の塩存在下でサブユニット間の相互作用が保たれて補酵素と容易に結合できる構造を維持し、さらに高濃度の塩存在下でアミノ酸の結合に適切な高次構造をとることが示唆された。(4)既知酵素の一次構造上に保存されているアミノ酸配列を利用して、PCR法で増幅される高度好塩性酵素の遺伝子の一部をクローン化した。そのうち2種類はそれぞれが対応する酵素の構造遺伝子であることを確認し、好塩性ロイシン脱水素酵素遺伝子についてのみ部分構造を明らかにできた.好塩性アラニン脱水素酵素については、得られた増幅遺伝子を用いてスクリーニングを開始した段階惜である。