ファラオニスフォボロドプシン光サイクルの分子機構の解明:大量発現系の確立を通して

• Project/Area Number: 07780556
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biophysics
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 奈良 敏文 北海道大学, 薬学部, 助手 (30241350)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1995: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 古細菌 / 高度好塩菌 / レチーナールタンパク / 大量発現

Research Abstract

高度好塩好アルカリ性菌Natronobacterium pharaonisから、ファラオニスフォボロドプシン遺伝子(ppR)の単離を行った。genomic DNAを鋳型にして、PCRを行い、2kbpのppRを含む断片を得た。この断片をシャトルベクターpLS46-EのBamHI部位に挿入し、高度好塩菌Haloferax volcaniiに導入したが、ファラオニスフォボロドプシン(ppR)の発現は見られなかった。そこで次に、H.volcaniiに於ける発現系の確立をめざした。今後、分子レベルでの研究を行うに当たりppRの大量発現系を必要としたので、高度好塩菌Halobacterium halobiumの持つバクテリオロドプシン・プロモーターの利用による発現系の構築を試みた。pLS46-EのBamHI部位にバクテリオロドプシン遺伝子(bop)1.6kbp断片を挿入し、H.volcanii中でその発現をみた。しかし、発現しなかった。しこで、現在、別のプラスミドベクターpMDS20を用い、4種のレチナ-ルタンパクを欠損するH.halobium pho81株中での発現を試みている。
この間、ファラオニスフォボロドプシン(ppR)の光サイクルにおいて新しい知見を得、リポソームに再構成したppRが、光照射により膜電位を形成し、これが、弱酸の存在に依存することを明らかとした。また、ppRのM中間体の崩壊とO中間体の生成の速度が異なる結果も得たことから、N様中間体の存在も明らかになりつつある。今後、ppRの発現系の確立をとおし、これらの分子機構の解明を引き続き行いたい。