好熱性古細菌の遺伝子

• 研究課題/領域番号: 07265209
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 東京薬科大学
• 研究代表者: 山岸 明彦 東京薬科大学, 生命科学部, 助教授 (50158086)
• 研究期間 (年度): 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 1995年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: 好熱性古細菌 / サーモプラズマ / イソプロピルリンゴ酸 / 脱水素酵素 / シロウリガイ / rRNA / 系統樹 / シロアリ

研究概要

好酸好熱性古細菌Thermoplasmaは、細胞壁を持たないという点で古細菌の中でも特徴的な菌である。まず箱根大涌谷の温泉より温泉水を採集し、そこからThermoplasma属の菌を10株以上単離した。これらの細菌学的な性質を調べ、その中のいくつかの株については16SrRNAの塩基配列を決定することから、これらの株をThermoplasma acidophilumと同定した。次いでこれらの株がプラズミドを保持するかどうかについて検討を行い、15.2kbの環状DNAのプラズミドを発見した。
単離したThermoplasma acidophilumのうちの一株について走査型原子間力顕微鏡によって細胞の形状を観察したところ、細胞内骨格様構造の存在を確認することができた。
Sulfolobussp.strain7からロイシン合成系の酵素イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素の遺伝子をクローニングし、その塩基配列を決定した。その結果、この酵素はイソプロピルリンゴ酸脱水素酵素の中で、最もイソクエン酸脱水素酵素に近い、すなわち祖先型の酵素であることがわかった。
深海の冷水湧水地帯に生息するシロウリガイのエラ細胞内の共生細菌の16SrRNA遺伝子をPCRによって増幅し、クローニングしその塩基配列を決定した。この菌は他の熱水噴出孔付近に生息する同属のシロウリガイの共生細菌に近く、他のいくつかの熱水噴出孔付近にみられる無脊椎動物の細胞内共生細菌にも類縁関係を持っていることがわかった。
シロアリ腸管内のにはセルロース分解酵素を出す原虫が共生しており、その細胞内にはメタン細菌が共生している。その162SrRNA遺伝子のPCRによる増幅とクローニング塩基配列の決定を行った。シロアリ、原虫との共生、それらの系統との関連等について今後検討する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Numata, K. et al: "Thermal stability of chimeric isopropylmalate dehyrogenase genes constructed from a thermophile and mesophile genes." Protein Engineering. 8. 39-44 (1995)
• [文献書誌] Kim, Y.-W. et al: "Characterization of the endosymbiont of a deep-see bivalve, Calyptogena soyoae." Appl. Environ, Microbiol.61. 823-827 (1995)
• [文献書誌] Tamakoshi, M et al: "Screening of stable proteins in an extreme thermophile, Thermus thermophilus." Mol. Microbiol.16. 1031-1036 (1995)
• [文献書誌] Okamoto, A.: "An aspartate aminotransferase from an extremely thermophilic bacterium, Thermus thermophilus HB8." J. Biochem.119. 135-144 (1996)
• [文献書誌] Yasuda, M. et al: "The plasmid found in isolates of the acidothermophilic archaebacterium, Theymoplasma acidophilum." FEMS Microbiel. Lett. 128. 157-162 (1995)
• [文献書誌] Yasuda, M. et al: "Morphological variation of new Thermoplasma acidophilum isolates from Japanese hot springs." Appl. Environ. Microbiol.61. 3482-3485 (1995)
• [文献書誌] Sakurai, M. et al: "The crystal structure of thermostablc mutants of chimcric 3-isopropylmalatc dchydrogenase, 2T2M6T." Protein Engineering. 8. 763-767 (1995)
• [文献書誌] Bunnak, J. et al: "Orotate phosphoribosyltransferase from Thermus thermophilus: Overexpression in Escherichia coli, purification and characterization." J. Biochem.118. 1261-1267 (1995)
• [文献書誌] Kotsuka, T. et al: "Further stabilization of 3-isopropylmalate dehydrogenase of an extreme thermophile, Thermus thermophilus, by a suppressor mutation method." J. Bacteriol.(in press). (1996)
• [文献書誌] Hayashi-Iwasaki, Y. et al: "A stable intermediate in the thermal unfolding process of a chimeric 3-isopropylmalate dehydrogenase between a thermophilic and a mesophilic enzymes." Protein Science. (in press). (1996)
• [文献書誌] Yamagishi, A. et al: "″Chemical Evolution: Self-Organization of the Macromolecules of Life″" Deepak Publishing,337 (1995)