| 研究課題/領域番号 |
10460043
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用微生物学・応用生物化学
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| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
横田 明穗 (横田 明穂) 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (40118005)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
12,100千円 (直接経費: 12,100千円)
2000年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1999年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1998年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
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| キーワード | ルビスコ / 高度好塩性古細菌 / ルビスコ様タンパク質 / 枯草菌 / methionine salvage pathway / 2,3-diketo-5-methylthiopentyl-1-phosphate enolase / 光合成 / メチオニン / ルビスコ(RuBisCo) / 遺伝子 / 耐塩性 |
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| 研究概要 |
好塩性ルビスコの好塩性機構を解明するために、高度好塩性古細菌Haloferax volcaniiからルビスコ遺伝子の部分塩基配列をクローニングした。H.volcaniiルビスコ遺伝子は、光合成生物ルビスコと30%の相同性を示したが、古細菌のルビスコ遺伝子とより高い相同性を示した。古細菌は光合成を行わないことから、古細菌ルビスコはCO_2固定反応とは異なる機能を果たしていると考えられ、ルビスコ様タンパク質と呼ばれている。枯草菌を含む非光合成細菌もルビスコ様タンパク質を有しているが、これら非光合成細菌と古細菌におけるルビスコ様タンパク質の機能は明らかにされていなかった。このことから、好塩性ルビスコの好塩性機構を解析するよりも非光合成生物におけるルビスコ様タンパク質の機能を明らかにすることが先決であると考えられたので、枯草菌Bacillus subtilisを用いてルビスコ様タンパク質の機能を明らかにした。B.subtilisルビスコ様タンパク質は硫黄代謝のmethionine salvage pathwayに関与していると予想されていた。そこで、リコンビナントタンパク質、1H-NMR、UV-VISスペクトル測定を用いて、ルビスコ様タンパク質のmethionine salvage pathwayにおいて触媒する反応ステップを同定した。その結果、これまで未知であったmethionine salvage pathwayの5つの酵素を同定するとともに、B.subtilisルビスコ様タンパク質がこの経路の第4ステップを触媒する2,3-diketo-5-methylthiopentyl-1-phosphate enolaseであることを明らかにした。さらに光合成細菌であるRhodospirillum rubrumのルビスコを用いた実験から、光合成ルビスコもルビスコ様タンパク質のenolase活性を有することを明らかにした。ルビスコ様タンパク質を有する非光合成細菌や古細菌は光合成生物においてカルビンサイクルが誕生する前に進化してきたと考えられており、ルビスコ様タンパク質が光合成ルビスコの祖先タンパク質ではないかと考えられる。
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