稀有3'ーピロリン酸型ヌクレオチド合成酵素とその遺伝子

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02453128
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 向井 純一郎 九州大学, 大学院・農学研究科, 教授 (70038199)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久原 哲 九州大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (00153320)
• Keywords: 3'ーピロリン酸ヌクレオチド / 3',5'ーピロポスポジエステル / 2',3'ーサイクリックヌクレオチド / 緊縮制御 / Streptomyces / クロ-ニング / 塩基配列 / 形質転換

Research Abstract

放線菌由来の3'ーピロリン酸ヌクレオチド合成酵素を用いてジアデノシン5',5'ーポリリン酸を分解し、pAの他に(p)pA>pを得た事から、本酵素が既知の5'ーβ,γーピロリン酸→3'ーOH転移作用の他に、2',3'ー環状リン酸化作用をも触媒する事を認めた。
ApppA→pAppA→pA>p+pA
AppppA→ppAppA→ppA>p+pA
ApppppA→pppAppA→pppA>p+pA→pA>p+pApp
ApppA+CpG→CpGppA+pA→CpG>p+2pA
3'ーピロリン酸ヌクレオチド合成酵素遺伝子を生産菌Streptomyces morookaensisの全DNAからS.lividans TK24/pIJ699にShotgunクロ-ニングし、抗酵素抗体によって形質転換コロニ-およびプラスミドの分離を行ない。ついで挿入フラグメントを2.8Kbまで短縮して制限断片化し、塩基配列を決定した。この結果はさきに決定したNー末端アミノ酸30残基の配列とも完全に一致した。GC含量は71.7%で、シグナルペプチドが40残基と長いのが特徴であり、そのうち疎水性アミノ酸が24残基、60%を占めていた。大腸菌のstringent factorとの関連が興味深いところであるが、アミノ酸レベルでの相同性は殆ど見られなかった。
今後この遺伝子の発現制御機構を解明し、またこれを異種菌類、高等生物類に導入してその影響をしらべることにより、本酵素・遺伝子の細胞生理的意義解明と応用を目指したい。現在未だ予備的実験段階ではあるが、この遺伝子含有プラスミドを大腸菌ならび窒素固定菌に導入することに成功している。

Research Products

• [Publications] JunーIchiro Mukai: "Nucleotide 2',3'ーcyclic monophosphokinase from Actinomycetes" Nucleic Acids Research. 22. 89-90 (1990)
• [Publications] JunーIchiro Mukai: "Nucleotide 2',3'ーcyclic monophosphokinase action of Streptomyces nucleotide 3'ーpyrophosphokinase" Agric.Biol.Chemistry. 55. 117-122 (1991)
• [Publications] Shigeru Muta: "Questionable plasmid involvement in the Streptomyces nucleotide 3'ーpyrophosphokinase formation" J.Basic Microbiol.,.
• [Publications] Takeshi Mikuniya: "Nucleotide sequence analysis of Streptomyces nucleotide 3'ーpyrophosphokinase gene"
• [Publications] Atsushi Fujita: "Cloning of the yeast SFL2 gene:its disruption results in preiotropic phenotypes characteristic for tup1 mutant" Gene. 89. 93-99 (1990)
• [Publications] Satoru Kuhara: "A deductive database system PACADE for the three dimensional structure of protein" Proceedings of the TwentyーFourth Annual Hawaii International Conference on System Sciences. 1. 653-659 (1991)