原核生物におけるRubisCO翻訳後活性化機構の解明とその応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11556013
• Research Institution: THE UNIVERSITY OF TOKYO
• Principal Investigator: 五十嵐 泰夫 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (90114363)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 正治 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (30193262)
• Keywords: RubisCO

Research Abstract

1.Hydrogenophilus thermoluteolus TH-1株のcbb遺伝子群下流のクローニングを行い、新規にcbbG,cbbK,cbbA遺伝子の存在を見出した。このさらに下流には炭酸固定とは関係のない遺伝子が存在したので、cbb遺伝子はcbbLSQOYA-pyk-cbbRFPTGKAのクラスターとして存在していることが示された。また、H.thermoluteolusにはcbbA遺伝子が二種類存在した。両方ともclass II FBP aldolaseに属するにも関わらず、上流部に位置するCbbA Iは他菌のCbbAや本菌下流に位置するCbbA IIとは相同性も低かった。
2.CbbQはATPの加水分解反応を行い、その反応はADPの存在によって阻害を受け、またMgイオンが加水分解活性に必要なことが分かった。これらの特徴はRubisCO activaseと同様であった。しかし、CbbQはATPのほかにUTP,GTP,CTP,TTPの加水分解を行ったのに対し、RubisCO activaseはATP以外のヌクレオチド-3-リン酸を用いた加水分解は行なわず、基質に対する反応特異性が見られた。CbbQとRubisCO activaseは違う系統に属するタンパク質であるが、RubisCOの活性化に関与しATPの加水分解を行うという点に関して共通点が見られた。
3.CbbQ,CbbOのRubisCOに対する影響について調べた。cbbQ,cbbO遺伝子をRubisCO(cbbLS)とともに大腸菌で発現を行ったが、RubisCOの比活性に大きな差はなかった。In vitroの実験においてはCbbQ,CbbOともにRubisCOを活性化することがわかったが、CbbQとCbbOとではその活性化の機構がどのように異なるのかについては明確な知見を得ることは出来なかった。

Research Products

• [Publications] Nobuhiro R.Hayashi ら: "Structure of Ribulose 1,5-bisphosphate Carboxylase/Oxygenase Gene Cluster from a Thermophilic Hydrogen-Oxidizing Bacterium, Hydrogenophilus thermoluteolus, and Phylogeny of the Fructose 1,6-Bisphosphate Aldolase Encoded by cbbA in the Cluster"Bioscience Biotechnology and Biochemistry. 64・1. 61-71 (2000)