1994 年度実績報告書

毒腺アイソザイムの加速進化

研究課題

研究課題/領域番号	06273222
研究機関	九州大学
研究代表者	大野素徳九州大学, 理学部, 教授 (30038434)
研究分担者	小川智久九州大学, 理学部, 助手 (80240901) 下東康幸九州大学, 理学部, 助教授 (00211293)
キーワード	マムシ科へび / ハブ / グリーンハブ / 毒腺アイソザイム / ホスホリパーゼA_2 / 遺伝子 / 加速進化 / 適応進化
研究概要	ハブ(徳之島)毒腺ホスリバーゼA_2(PLA_2)アイソザイムはリン脂質分解のほか多様な生理機能(筋懐死、筋収縮、浮腫形成など)をもつことが明らかとなってきた。6腫のハブ毒腺PLA_2アイソザイム遺伝子(4個のエクソンおよび3個のイントロン共通構造)の塩基配列を比較すると、(1)タンパク質翻訳領域(シグナル配列を除く)の相同性がイントロン並びに5′及び3′非翻訳領域より、20〜30%低い、(2)翻訳領域のコドンの第1、第2及び第3位の塩素の置換率が32、30及び29%で、第1及び第2位の置換率が異常に高い、(3)翻訳領域において、非同義座位の塩基の相速度K_Aの同義座位の塩基の相違度K_Sに対する比が1に近いか大きい(一般のアイソザイムでは0.2程度)、(4)翻訳領域の非同義置換が全域(シグナル配列領域を除く)に及ぶ、ことがわかった。以上のことは、ハブ毒腺PLA_2アイソザイム遺伝子が、中立説に従わず、加速進化していることを示す。これらのことより、“毒腺PLA_2アイソザイム遺伝子は、多様な生理機能の獲得のために(毒を強める効果)、適応的に進化する"という作業仮説を立てた。平成6年度の研究は、上述の作業仮説と加速進化のマムシ科ヘビ毒腺PLA_2アイソザイム遺伝子における普遍性を証明することを目的とする。このためマムシ科に属するグリーンハブ(台湾)の毒腺PLA_2アイソザイム遺伝子のクローニングを行い、塩基配列の数理解析(Miyata-Yasunaga法)を行った。グリーンハブ毒腺PLA_2アイソザイム遺伝子はハブ毒腺PLA_2アイソザイムと同じ構造をもつことがわかった。4種のグリーンハブ毒腺PLA_2アイソザイム遺伝子の種内比較及びハブ毒腺PLA_2アイソザイム遺伝子との種間比較を行った。種内、種間比較ともK_A/K_2値は1に近いか1より大きく。グリーンハブ毒腺PLA_2アイソザイム遺伝子もタンパク質翻訳領域において加速的に進化しており、そしてこの加速進化はマムシ科ヘビ毒腺PLA_2アイソザイム遺伝子に普遍的であることが明らかとなった。

研究成果

(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] Kin-ichi Nakashima: "Accelerated Evolution in the Protein-coding Regions is Universal in Crotalinae Snake Venom Gland Phospholipase A_2 Isozyme Genes" The Proceedings of National Academy of Sciences USA. 92(印刷中). (1995)
[文献書誌] Kin-ichi Nakashima: "Strures of Genes Encoding TATA Box-binding Proteins from Trimeresurus gramineus and T.flavoviridis Snakes" Gene. 152. 209-213 (1995)
[文献書誌] Kin-ichi Nakashima: "Darwinian Evolution of Trimeresurus flavoviridis Venom Gland Phospholipase A_2 Isozymes" Pure and Applied Chemistry. 66. 715-720 (1994)
[文献書誌] Kin-ichi Nakashima: "Polymorphisms of Trimeresurus flavoviridis Venom Gland Phospholipase A_2 Isozyme Genes" Biosciencs,Biotechnology,and Biochemistry. 58. 1510-1511 (1994)
[文献書誌] Takeru Nose: "Purification and Characterization of a Coagulant Enzyme,Okinaxobin II,from Trimeresurus okinavensismis(himehabu Snake)Venom Which Releases Fibrinopeptides A and B" Toxicon. 32. 1509-1920 (1994)
[文献書誌] 中島欽一: "ヘビ毒腺アイソザイムは加速進化により新しい機能を獲得している" 化学と生物. 32. 702-711 (1994)

1994 年度 実績報告書

毒腺アイソザイムの加速進化

研究代表者

大野 素徳 九州大学, 理学部, 教授 (30038434)

研究成果

[文献書誌] Kin-ichi Nakashima: "Accelerated Evolution in the Protein-coding Regions is Universal in Crotalinae Snake Venom Gland Phospholipase A_2 Isozyme Genes" The Proceedings of National Academy of Sciences USA. 92(印刷中). (1995)

[文献書誌] Kin-ichi Nakashima: "Strures of Genes Encoding TATA Box-binding Proteins from Trimeresurus gramineus and T.flavoviridis Snakes" Gene. 152. 209-213 (1995)

[文献書誌] Kin-ichi Nakashima: "Darwinian Evolution of Trimeresurus flavoviridis Venom Gland Phospholipase A_2 Isozymes" Pure and Applied Chemistry. 66. 715-720 (1994)

[文献書誌] Kin-ichi Nakashima: "Polymorphisms of Trimeresurus flavoviridis Venom Gland Phospholipase A_2 Isozyme Genes" Biosciencs,Biotechnology,and Biochemistry. 58. 1510-1511 (1994)

[文献書誌] Takeru Nose: "Purification and Characterization of a Coagulant Enzyme,Okinaxobin II,from Trimeresurus okinavensismis(himehabu Snake)Venom Which Releases Fibrinopeptides A and B" Toxicon. 32. 1509-1920 (1994)

[文献書誌] 中島欽一: "ヘビ毒腺アイソザイムは加速進化により新しい機能を獲得している" 化学と生物. 32. 702-711 (1994)

1994 年度実績報告書

大野素徳九州大学, 理学部, 教授 (30038434)