ゲノムインフォマティクスを利用した酵素ドメイン機能と分子進化に関する研究

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19580396
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture
• Principal Investigator: 矢嶋 俊介 Tokyo University of Agriculture, 応用生物科学部, 准教授 (90301548)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 康幸 東京農業大学, 応用生物科学部, 助教 (50398814)
• Keywords: ゲノム / 酵素 / 分子進化 / 立体構造解析

Research Abstract

NCBIのバクテリアゲノムデータベースのウェブページにアクセスし、Bacillus licheniformis由来サブユニット型Tktのアミノ酸配列を基に、すべてのバクテリアゲノムに対しBlastサーチを行った。その結果からサブユニット型Tktの配列を拾い出し、相同性比較を行ったところ、現在までの結果から、tkt-N,-Cでは、CサブユニットのほうがNサブユニットよりもアミノ酸配列に多様性が見られた。これは、Nサブユニットは共通の補酵素であるthiamine diphosphateの結合サブユニットであるため保存性が高いのに対し、Cサブユニットは分子進化することにより、基質特異性の多様性を獲得している可能性が考えられた。
真性細菌においては上述のようにCサブユニットに多様性が見られるが、一方で古細菌では保存性が高い。これは、古細菌では全長型のTktを持たないためであると考えられる。また、サブユニット型Tkt遺伝子は、ゲノム配列上の周辺遺伝子について種間で関連性があまり見られないのに対し、古細菌のサブユニット型遺伝子はある程度関連性をもって配置されいていること考えられた。
サブユニット型Tktの機能解析のために、X線結晶構造解析を目指している。この酵素を大腸菌で発現させた場合、凝集体となり可溶性画分に得られるタンパク質量が少ない。そこでB.licheniformis以外の細菌由来のサブユニット型Tktのクローニングや、各種発現系の構築に取り組んでいるが、まだ至適な系を得るに至っていない。また、現在それぞれの酵素での活性測定を試みている。