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Pseudomonas hydrogenothermophila TH-1株およびHydrogenovibrio marinus MH-110株は、いずれもそのdoubling timeが約1時間と現存する炭酸固定生物中で最も旺盛な生育を示す。両菌はいずれもカルビン.ベンソン経路を用いた炭酸固定を行っており、それらの菌の効率的炭酸固定を遺伝学的に解明することは極めて重要と考えられた。
1.Pseudomonas hydrogenothermophila TH-1株の炭酸固定遺伝子群の構造について
既にクローニングされている炭酸固定酵素RubisCOの遺伝子cbbLSの上流および下流のシーケンスを行った。その結果、上流には発現調節遺伝子cbbR等の炭酸固定関連の遺伝子は見いだせなかったが、下流にRubisCOの機能発現に関与していると思われる遺伝子、cbbQおよびcbbOの存在を見いだした。大腸菌を宿主とした実験で、CbbQおよびCbbOは大腸菌のシャペロニンGroEと共同して、RubisCOのアセンブリ・活性化に寄与していることが強く示唆された。
2.海洋性炭酸固定菌Hydrogenovibrio marinus MH-110株の3種のRubisCOの発現調節
Hydrogenovibrio marinus MH-110株には、L8S8型2種(CbbLS-1、CbbLS-2)およびL2型1種(CbbM)の合計3種のRubisCOが存在することが知られており、その遺伝子も全て取得、シーケンスされている(昨年度報告)。今回この3種の遺伝子およびそれら由来のmRNAに特異的なDNAプローブを用いて、その転写レベルでの発現調節を調べたところ、高炭酸ガス濃度で培養した菌体では、炭酸ガスに対するKm値の高いL2型が、低濃度ではKm値の低いL8S8型が強く発現していた。すなわち本菌は外界の炭酸ガス濃度に対応してそれに適したRubisCOを発現させる機構を持っていることが判明した。
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