高度好塩性古細菌の光駆動型エネルギー獲得系の人工アーキテクチャー

• Project/Area Number: 11132214
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 中村 聡 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (50227899)
• Project Period (FY): 1999
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1999)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 1999: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 高度好塩性古細菌 / Haloarcula japonica / バクテリオロドプシン / クルックスロドプシン / PCR / 遺伝子クローニング / フォトサイクル / 転写制御

Research Abstract

高度好塩性古細菌Haloarcula japonicaのバクテリオロドプシン(bR)様タンパク質遺伝子のPCR増幅と,そのPCR産物をプローブとして染色体からのクローニングを行った.類縁菌bR様タンパク質のアミノ酸配列に基づくコンセンサスPCRにより,本菌bR様タンパク質遺伝子を増幅した.さらに,このPCR産物をプローブとして用いることにより,bR様タンパク質遺伝子の染色体からのクローニングに成功した.染色体よりクローニングしたH.japonica bR様タンパク質遺伝子は750塩基からなるオープンリーディングフレームを含んでおり,250アミノ酸をコードしていた.遺伝子から類推されるアミノ酸配列を類縁菌bR様タンパク質と比較したところ,とりわけクルックスロドプシン(cR)と高い相同性を有しており,本菌bR様タンパク質はcRファミリーに属することが明らかとなった.cR遺伝子のH.japonicaにおける発現を試みた.強力なH.japonica細胞表層糖タンパク質遺伝子のプロモーターを用いることにより,高レベルの発現が達成された.H.japoniocaが生産した組換え型cRタンパク質の物理化学的性質検討により,cRはbRと類似のフォトサイクルを有していることが明らかとなった.H.japonicaの染色体上にコードされるcR遺伝子の発現とその制御様式を調べた.RT-PCRによりcRmRNAが確認され,cR遺伝子のプロモーターがH.japonica内で実際に機能していることがわかった.また,ノーザンハイブリダイゼーション解析により,cR遺伝子の転写は,低酸素分圧下あるいは光照射下において誘導されることが明らかとなった.

Research Products

• [Publications] S. Nakamura et al.: "Secretionl Expression of Bacillus subtilis Xylanase Gene in the Basidiomycete Coprinus cinereus"FEMS Microbiol. Lett.. 178. 277-282 (1999)
• [Publications] S. Nakamura et al.: "Transcriptional Regulation of Cruxrhodopsin Gene from Extremely Halophilic Archaeon Haloarcula japonica Strain TR-1"Necleic Acids Symp. Ser.. 42. 73-74 (1999)
• [Publications] S. Nakamura et al.: "Molecular Cloning of A1-ATPase Gene from Extremely Halophilic Archaeon Haloarcula japonica Strain TR-1"Necleic Acids Symp. Ser.. 42. 75-76 (1999)
• [Publications] S. Nakamura et al.: "A Novel Bacteriorhodopsin-like Protein from Haloarcula japonica Strain Tr-1 : Gene Cloning, Sequencing and Transcription Analysis"Extremophiles. (印刷中). (2000)
• [Publications] S. Nakamura et al.: "Purification and Characterization of a Ferredoxin from Haloarcula japonica Strain TR-1"BioMetals. (印刷中). (2000)
• [Publications] S. Nakamura et al.: "Purification and Some Properties of Basic Xylanase Produced by Thermoalkaliphilic Bacillus sp. Strain TAR-1"Biosci. Biotechnol. Biochem.. (印刷中). (2000)
• [Publications] 中村聡ほか(共著): "タンパク質―科学と工学"講談社サイエンティフィク. 210 (1999)
• [Publications] S. Nakamura et al.: "Genetics, Biochemistry and Ecology of Cellulose Degradation"Uni Publishers Co., Ltd.. 650 (1999)