酢酸菌の不活性型アルコール脱水素酵素の生成機構とその生理学的意義

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08660114
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 松下 一信 山口大学, 農学部, 教授 (50107736)
• キーワード: 酢酸菌 / アルコール脱水素酵素 / ユビキノール酸化反応 / キノプロテイン / PQQ

研究概要

酢酸菌の酢酸発酵に関与するアルコール脱水素酵素(ADH)は、他の糖質酸化系脱水素酵素と同様に、細胞膜外表面(ペリプラズム側)に局在し内在するユビキノンに電子を流すことで呼吸鎖を形成して機能している。最近、Gluconobacter属酢酸菌に従来の活性型ADHとは別の不活性型ADHが存在することを見だされ、サブユニット構成や補欠分子族において活性型ADHと何ら変わらない不活性型ADHが分離精製された。申請者は、本年度の研究において、この不活性型ADHの生成機構とその生理学的意義に関連して、以下のことを明らかにした。 1)Gluconobacter属酢酸菌では、低pHもしくは高通気条件で培養すると不活性型ADHが生成され、生成された不活性型酵素は培養液のpHを高めて更に培養することで活性型に転換されることが明らかとなっているが、今回、Acetobacter属酢酸菌であるAcetobacter acetiとAcetobacter methanolicusにおいても、培養時の炭素源を変えることで、不活性型酵素が生成されることが明かにした。 2)Gluconobacter suboxydansの休止細胞においても、エネルギー源(呼吸基質)を添加することで不活性型から活性型への変換が生じるが、本菌をスフェロプラストにすると、その変換反応が起こらなくなり、ペリプラズム成分がこの反応に必須であることが示した。 3)活性型と不活性型酵素の酸化還元電位とユビキノール酸化反応を比較検討し、不活性型酵素では1つのヘムの電位が大幅に低下するとともにユビキノール酸化活性が増加することを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] K.Matsushita,T.Yakushi,H.Toyama,E.Shinagawa & O.Adachi: "Function of multiplc hcmc c moietres in intramolecular cleetron transportand ubiquinone reduction in the quinohemoprotein alcohol dehydrogenase-cytochrome c complex of Gluconobacter suboxydans" J.Biol.Chem.271. 4850-4857 (1996)
• [文献書誌] A.Saeki,G.Theeragool,K.Matsushita,H.Toyama,N.Lotong & O.Adachi: "Development of thermotolerant acetic acid bacteria useful for vinegar fermentation at higher temperatures;" Biosci.Biotech.Biochem.61. 138-145 (1997)
• [文献書誌] J.Frebortova,K.Matsushita & O.Adachi: "Effect of growth substrates on formation of alcohol dehydrogenases in Acetobacter methanolicus and Acetobacter aceti" J.Ferment.Bioeng.83. 21-25 (1997)
• [文献書誌] A.Saeki,M.Taniguchi,K.Matsushita,H.Toyama,G.Theeragool,N.Lotong & O.Adachi: "Microbiological aspects of acetate oxidation by acetic acid bacteria,unfavorable phenomena in vinegar fermentation;" Biosci.Biotech.Biochem.61. 317-323 (1997)
• [文献書誌] J.Frebortova,T.Yakushi,K.Matsushita & O.Adachi: "Kinetic properties of alcohol dehydrogenases purified from Acetobacter methanolicus" Biosci.Biotech.Biochem.61. 459-465 (1997)