ピロロキノリンキノンの生化学的機能に関する研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02044106
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 足立 収生 山口大学, 農学部, 教授 (20027189)
• 研究分担者: SCHROVER H. デルフト工科大学, 大学院生 ; BAREND G. デルフト工科大学, 技官 ; JOGEJAN J.A デルフト工科大学, 助教授 ; FRANK J. デルフト工科大学, 助教授 ; DUINE J.A デルフト工科大学, 教授 ; 山田 守 山口大学, 農学部, 助教授 (30174741) ; 飴山 實 関西大学, 工学部, 教授 (90022053) ; 品川 恵美子 宇部工業高等専門学校, 助教授 (20116726) ; 松下 一信 山口大学, 農学部, 助教授 (50107736)
• キーワード: キノプロテイン / ピロロキノリンキノン(PQQ) / メタノ-ル脱水素酵素 / アルコ-ル脱水素酵素 / グルコ-ス脱水素酵素

研究概要

(1)キノプロテイン・メタノ-ル脱水素酵素(MDH)の構造と機能:メタノ-ル資化性細菌に特有なMDHの構造について解析を行ない、Methylobacillus glycogenesのMDHにカルシウムが強固に結合して機能していることを示すとともにこのカルシウムはストロンチウムと人為的に置き換えることが可能なことも示した。また、Acetobacter methanolicusのMDHには本来知られていたα_2β_2型の酵素以上にα_2βγ_2型の酵素が存在することを明らかにした。
(2)キノプロテイン・アルコ-ル脱水素酵素(ADH)の構造と機能:緑膿菌のADHを精製し、それがα_2β_2型の構造をもつとともに同じ菌株から精製されたチクトロムC_<551>とよく反応することを見いだした。更に、Comamonas testosteroniとPseudomonas putidaから緑膿菌の酵素と異なり、PQQ以外にヘムCをもつキノヘモプロテイン・ADHを精製した。しかも、前者の菌の酵素はアポ型で存在するが、後者の菌の酵素はホロ型で存在するという顕著な違いがみられた。また、酢酸菌に存在するαβγ型のADHのサブユニットの解体を行ない、Gluconobacter suboxydansのADHはαγサブユニットのみで酸性域に活性を示すが、βサブユニットを再構成することで本来の活性が回復することが示された。
(3)キノプロテイン・グルコ-ス脱水素酵素(GDH)の構造と機能:Acinetobacter calcoaceticusのPQQ欠損変異株から水溶性と膜結合型のGDHを分離し、両GDHがPQQとの結合様式において顕著な違いを有することを明らかにした。また、大腸菌の膜結合型GDHのクロ-ニングとシ-クエンスを行い、その膜結合領域のアミノ酸構造とその発現調節遺伝子の塩基配列を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Y.Hamagishi,S.Murata,H.Kamei,T.Oki,Osao Adachi and Minoru Ameyama: "New Biological Properties of Pyrroloquinoline Quinone and Its Related Compounds:Inhibition of Chemiluminescence,Lipid Peroxidation and Rat Paw Edema" Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 255. 980-985 (1990)
• [文献書誌] Kazunobu Matsushita,Y.Nagatani,Emiko Shinagawa,Osao Adachi & Minoru Ameyama: "Reconstitution of the Ethanol Oxidase Respiratory Chain in Membranes of Quinoprotein Alcohol Dehydrogenase-Deficient Gluconobacter Suboxydans subsp.α Strains" Journal of Bacteriology. 173. 3440-3445 (1991)
• [文献書誌] Johannis A.Duine: "Quinoproteins:enzymes containing the quinoid cofactor pyrroloquinoline quinone,topaquinone or tryptophan-tryptophan quinone" European Journal of Biochemistry. 200. 271-284 (1991)
• [文献書誌] P.W.van Ophem,G.Euverink,L.Dijkhuizen & Johannis A.Duine: "A novel dey-linked a lcohol dehydrogenaese activity present in some Gram-Positive bacteria" FEMS Microbiology Letters. 80. 57-64 (1991)
• [文献書誌] Kazunobu Matsushita,Y.Takaki,Emiko Shinagawa,Minoru Ameyama & Osao Adachi: "Ethanol Oxidase Respiratory Chain of Acetic Acid Bacteria.Reactivity with Ubiquinone of Pyrrologuinoline Quinone-dependent Alcohol Dehydrogenases Purified from Acetobacter aceti and Gluconobacter suboxydans" Bioscience,Biotechnology and Biochemistry. 56. 304-310 (1992)
• [文献書誌] T.Hisano,K.Murata,A.Kimura,Kazunobu Matushita & Osao Adachi: "Further Properties of Spermidine Dehydrogenase from Citrobacter freundii IFO 126861" Bioscience,Biotechnology and Biochemistry. 56. 311-314 (1992)
• [文献書誌] Minoru Ameyama,Kazunobu Matsushita,Emiko Shinagawa,& Osao Adachi: "Biochemical and Physiological Functions of Pyrroloquinoline Quinone in "Vitamins and Hormones" Vol.46" Academic Press,Inc.Harcourt Jovanovich Publishers,New York, 229-270 (1991)
• [文献書誌] Minoru Ameyama & Osao Adachi: "Biochemical and Physiological Functions of Pyrroloquinoline Quinone in "Enzymes Dependent on Pyridoxal Phosphate and Other Carbonyl Compounds as Cofactors"" Pergamon Press, 465-473 (1991)