ホルムアルデヒドによるホルムアルデヒド酸化酵素系誘導機構の解析

Research Project

Project/Area Number	11771439
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Biological pharmacy
Research Institution	Nagasaki University
Principal Investigator	伊藤潔長崎大学, 薬学部, 助教授 (50201926)
Project Period (FY)	1999 – 2000
Project Status	Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help	¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000) Fiscal Year 2000: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000) Fiscal Year 1999: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords	ホルムアルデヒド / 脱水素酵素 / 大腸菌 / 微生物 / レプレッサー / 誘導 / 発現調節 / タンパク質の立体構造 / DNA結合タンパク質
Research Abstract	大腸菌のfalAによってコードされているグルタチオン依存型ホルムアルデヒド脱水素酵素(FDH)の転写レベルの調節機構を解析し、FalRタンパク質が自身を含めたオペロンのプロモーター部位と結合するレプレッサーとして働き、ホルムアルデヒド存在下ではその抑制が解除されることを明らかにした。DNAのシス領域としてTATAの繰り返し配列が重要そうであることもわかってきた。FalRタンパク質とDNAとの結合がホルムアルデヒドによって阻害されることを直接照明すること、及びFalRの立体構造解明が残された重要課題である。そのため、FalRタンパク質精製の目的でHis-tagを付加した発現プラスミドを構築した。興味深いことに、このプラスミドではプロモーター配列が全く同じであるにも関わらず、ホルムアルデヒド非存在下の発現抑制が消失していることを見出した。種々の変異遺伝子の解析から、falR構造遺伝子の上流の5'-非翻訳領域(約20bp)が重要であることを明らかにした。しかしながら、そのメカニズムについてはさらに解析中である。酵母のシステムにおいて誘導発現に関わる遺伝子を同定することはまだできていないが、FDH遺伝子はPCRによって増幅、クローン化したので、今後誘導に関わる遺伝子を同定しなければならない。一方、Pseudomonas putida由来のグルタチオン非依存型ホルムアルデヒド脱水素酵素(現在は2分子のアルデヒドからカルボン酸とアルコールを生成させるdismutaseであることが判明している)に関してはホルムアルデヒドによる誘導は見られず、構成的に発現していた。この酵素については、酵素の結晶化に成功したので、X線により結晶構造を解析中である。