ペルオキシソーム酵素の進化-動物進化に伴う尿酸分解酵素群の脱落機構

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06680623
• Research Institution: Kyushu Dental College
• Principal Investigator: 野口 知雄 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (30073688)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 櫻庭 春彦 九州歯科大学, 歯学部, 助手 (90205823) ; 林 寿恵子 九州歯科大学, 歯学部, 講師 (30047807) ; 藤原 智子 九州歯科大学, 歯学部, 助教授 (20047806)
• Keywords: 両生類 / 動物進化 / プリンの分解 / 尿素の分解 / アラントイナーゼ / アラントイカ-ゼ / カエルλgtllcDNA / ニジマスのλEXloxcDNA

Research Abstract

プリン塩基の分解最終産物は動物種により異なり、ヒト上科、新世界のサルでは尿酸、その他の霊長類や哺乳類ではアラントイン、魚類、両生類では尿素、さらに下等になるとアンモニアである。このように動物のプリン分解は高等なほど、不完全であり進化の過程で尿酸以降の分解酵素群が脱落している。AllantoinaseとAllantoicaseは魚類では別個の酵素であるが両生類になると両酵素は複合体を形成するようになり、さらに進化すると脱落することを報告した。本研究はAllantoinase-Allantoicase複合体(ALNC)形成と脱落の機構を明らかにするために、まず両生類のAllantoinaseの遺伝子解析を行った。食用カエルAllantoinase cDNAの塩基配列及びアミノ酸配列を決定し、カエルより精製したAllantoinaseのアミノ酸配列と一致することを報告した。1.平成6年度は両生類の複合体ALNCの内、Allantoicaseのsubunit(ALC)のcDNAの単離とその塩基配列の決定並びにアミノ酸配列の解析であった。抗カエルALCを用いて、食用カエルλgtllcDNAライブラリーおよびXenopus Uni-ZAPXR cDNAライブラリーのクローニングを行い、数種のクローンを得て、塩基配列を解析中である。また、食用カエルより単一バンドにまで精製したALCのアミの酸配列を調べたところ(20アミノ酸残基)、既報のアカパンカビ(Neurospora crassa)のアミノ酸配列と一部一致していた。アミノ酸配列より想定されるオリゴヌクレオチドを合成し、これをプローグとしてジゴキシゲニン法を用いて、食用カエルのサザンブロッティングとノーザンブロッティングを行った。2.次に魚類のAllantoinase(ALN)のcDNAの塩基配列を解析するために、淡水産ニジマスのλEXloxcDNAライブラリーおよび海水産イワシのλgtllcDNAライブラリーより、抗イワシ抗体を用いてクローニングを行い、数種のクローンを得、塩基配列を解析中である。両生類及び魚類の塩基配列より推定されるALN蛋白質のアミノ酸配列をマルチプルアラインメントで比較することにより、両生類では複合体(ALNC)を形成し,魚類では異種蛋白質として存在することの意義を配列解析する・これらのAllantoinaseのDNAプローブを用いて、哺乳類におけるAllantoinase遺伝子の存在の有無を調べることにより、分子進化に伴う尿酸分解酵素群の脱落機構を遺伝子レベルで解明する。

Research Products

• [Publications] Sueko Hayashi: "Amphibian Allantoinase" The Journal of Biological Chemistry. 269. 12269-12276 (1994)
• [Publications] Sueko Hayashi: "Uric acid degrading enzymes,urate oxidase and allantoinase,are associated with different subcellular organelles in frog liver and kidney" Journal of Cell Science. 107. 1073-1081 (1994)
• [Publications] 野口知雄: "尿酸分解酵素群の動物進化に伴う変化" 化学と生物. 32. 420-422 (1994)