ハロロドプシン族のイオン選択性

• Project/Area Number: 07780569
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biophysics
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 井原 邦夫 名古屋大学, 理学部, 助手 (90223297)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 1995: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: バクテリオロドプシン / ハロロドプシン / 好塩菌 / イオンポンプ

Research Abstract

アルゼンチンから持ち帰った塩試料から単離した好塩菌のうち、これまでのどの属にも属さない新たな好塩菌(arg-4)を見つけた。そこで、ハロロドプシン族のヘリックス組換え実験を行う前に、イオンポンプの情報をさらに得るために、arg-4株から光駆動性イオンポンプの単離を行った。arg-4株の光反応(外液のpH変化)は明らかではなかったが、保存領域を利用したPCR法により、プロトンポンプ、アニオンポンプの遺伝子断片が増幅した。これらの断片をプローブとして用いて、ゲノムDNAからプロトンポンプとアニオンポンプの遺伝子をクローニングした。
arg-4のプロトンポンプは、既知のどのプロトンポンプとも約50%の相同性を示した。さらに、プロトンポンプに必須と推定されるアミノ酸残基は全て保存されており、この遺伝子がコードする産物は機能性タンパクであると判断した。また、arg-4のアニオンポンプは、既知のどのアニオンポンプとも60〜70%の相同性を示した。これも、機能的に必須と推定されているアミノ酸残基は全て保存されていた。さらに、アニオンポンプの保存性が、プロトンポンプの保存性と比べて高いことは、機能制約のかかったイオンポンプ一般の特徴である事から、これらの2つのバクテリアのイオンポンプの遺伝子は、偽遺伝子ではなく、発現しうるクリプテイック遺伝子と推定した。この新たな2種の細菌レチナ-ルタンパクの遺伝子をバクテリオロドプシンの発現系に相同組み換えを利用して導入し、発現産物の物性を測定する予定である。同時に、この新たなアニオンポンプの構造から、B-Cループの重要性が再認識された。そこで、ハロロドプシンのB-Cループを、ファラオニスハロロドプシンで置き換えた組み換え体を作成中である。
得られた成果は、公表する予定である。