| Project/Area Number |
08876019
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
応用微生物学・応用生物化学
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
渡邊 啓一 (渡邉 啓一) 佐賀大学, 農学部, 助教授 (40191754)
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| Project Period (FY) |
1996 – 1997
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1997)
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| Budget Amount *help |
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 1997: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 1996: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
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| Keywords | 南極 / 好冷細菌 / subtilisin / プロテアーゼ / 低温適応 / Alteromonas |
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| Research Abstract |
南極産好冷細菌 Alteromonas sp.AS11の生産するアルカリセリンプロテアーゼApaIの構造特性と低温適応
南極産好冷細菌 Alteromonas sp.AS11が生産するsubtilisin型プロテアーゼ(ApaI)の低温適応様式を明らかにするために、その遺伝子分析及び活性と熱変性の反応速度論的解析を行った。ApaIのカゼインに対する活性の至適温度はsubtilisin BPN'より20℃低く、10℃ではApaIの比活性はBNP'の4倍で、0℃では6倍であった。さらに、合成基質Suc-AAPF-pNAに対する活性化エンタルピーは、5℃でApaIがBPN'より7.3kJ/mol小さく、活性化エントロピーは25J/mol/K負の値が大きいことが明らかになった。これは、相対的に熱含量とエントロピーの低い低温環境下にApaIが適応していることを示しているものと考えられた。また、61℃におけるApaIの熱変性速度はBPN'の7倍大きく、その熱変性の活性化エンタルピーとエントロピーは、BPN'よりそれぞれ56kJ/mol及び150J/mol/K低かった。この結果より、ApaIがBPN'と比べてより柔軟な構造を有するものと考えられた。
ApaIの遺伝子断片をPCRにより増幅し塩基配列を分析した結果、616個のアミノ酸残基をコードする全長1953bpの塩基配列が明らかになった。この推定アミノ酸配列は、Siezenらの分類でsubtilisin型プロテアーゼのファミリーAに属するプロテアーゼ前駆体と類似性が高く、シグナルペプチド、N末端プロ領域、成熟酵素領域、C末端プロ領域の一部を含んでいた。ApaIの成熟体領域は425アミノ酸残基からなり、中温性アルカリセリンプロテアーゼであるVapTとの間でもっとも高い60%の同一性を示した。ApaIとVapTは、BPN'の8番目と9番目のβストランドの間にそれぞれ、148個と149個のアミノ酸残基からなる挿入領域を有していた。ApaIとVapTのアミノ酸配列を比較した結果、ApaIの構造の柔軟性を高めると予想されるアミノ酸の置換が、この挿入領域に集中して見られた。
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