2002 年度実績報告書

動物の進化に伴うペルオキシソームの尿酸分解酵素群の脱落機構

研究課題

研究課題/領域番号	14580651
研究機関	九州歯科大学
研究代表者	野口知雄九州歯科大学, 歯学部, 教授 (30073688)
研究分担者	増田渉九州歯科大学, 歯学部, 助手 (80295865) 林寿恵子九州歯科大学, 歯学部, 講師 (30047807) 藤原智子九州歯科大学, 歯学部, 助教授 (20047806)
キーワード	動物進化 / プリンの分解 / 尿酸の分解 / アラントイナーゼ / アラントイカーゼ / ウレイドグリコレートリアーゼ / ペルオキシソーム / カエルアラントイナーゼcDNA
研究概要	プリン塩基の分解過程において、尿酸までの経路は全動物種に共通して存在するが、尿酸以降の分解は種によって異なる。我々は、全動物種に共通のプリン塩基から尿酸までの分解は動物種に限らず、肝臓のシトゾールで進行するのに対し、魚類では、尿酸から尿素までの分解が肝臓のペルオキシソームで進行することから、動物進化の過程でペルオキシソームの酵素だけが選択的に脱落したことを報告した。さらに、魚類ではALNとALCが別個の酵素として存在するが両生類に進化すると両酵素が複合体(ALNC)を形成し、さらに進化すると脱落することを、蛋白化学的に、免疫化学的に示してきた。今回の研究はALNとALCの複合体(ALNC)の形成と脱落の機構を遺伝子レベルで解明することであり、以下の実績を得た。 1.両生類ALNC複合体の内、ALNサブユニットのcDNAを得、塩基配列を決定した。推定されるアミノ酸配列はカエル肝より精製したALNのアミノ酸配列と一致した。2.ALN, ALCが異種蛋白として存在する魚類の酵素は、生棲域によりその細胞内存在様式を異にしている。3.ラット肝に哺乳類には存在しないと思われていたUreidoglycollate lyaseが存在すること、Kmの濃度を高める事によって動物が高等なほど酵素活性を失っていく事を明らかにした。4.ペルオキシソームに存在するcatalaseは細胞内抗酸化作用の重要な役割を果たしている。食用ガエルのcata1aseのcDNAをクローニングし、ベルオキシソーム局在化を組織化学的に証明した。5.両生類の牛ガエルの肝臓にALNCとは異なるALN活性のみを示すfreeのALNが存在することを明らかにした。本酵素は酵素学的、免疫学的性質から魚類ALNと両生類ALNCの中間型であることが示唆された。6.海棲のイワシ、汽水域のボラ、淡水のフナの肝臓よりALN及びALCを精製し、一部のアミノ酸配列よりプライマーを設計し、mRNAのRT-PCR反応により合成したcDNAを用いてfull-lengthを決定した。7.食性の異なる草食、肉食群の各魚類の肝臓よりALN、ALCのmRNAを抽出してRT-PCR反応を行い、遺伝子解析を行った。生息環境及び食性の異なる各種魚瀬のALN、ALCの配列によりペルオキシソームへの移行シグナル及び局在化シグナルを解析し、複合体ALNCを構成する両生類の酵素のサブユニットALN及びALCと比較した。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] Masuda, W.: "D-Aspartic acid in bovine dentine non-collagenous phosphoprotein"Archives of Oral Biology. 47. 757-762 (2002)
[文献書誌] Masuda, W.: "A New Type of Allantoinase in Amphibian Liver"Biosci. Biotechnol. Biochem. 65(11). 2588-2560 (2001)
[文献書誌] Masuda, W.: "ADP-ribosyl cyclase in rat salivary glands"Biochem, Biophys, Res. Commun.. 270. 469-472 (2000)
[文献書誌] Hayashi, S.: "Evolution of Urate-degrading Enzyme in animal Peroxisome"Cell Bioehem. Biophys. Int Sympo/CREST research conference Peroxisome : Biogenesis, Function and Disease. 32. 123-129 (2000)
[文献書誌] Sakuraba, H.: "Metabolism of glyoxylate, the end product of purine degradation, in liver peroxisomes of fresh water fish"Biochem, Biophys, Res. Commun.. 229. 603-606 (1996)
[文献書誌] Fujiwara, S.: "Degradation of purines ; only ureidoglycollate lyase out of four allantoin degrading enzymes is present in mammals"Biochem. J.. 312. 315-318 (1995)
[文献書誌] T.Noguchi: "Comparative Biochemistry of animal Peroxisomes"Research Signpost. 28 (1997)

2002 年度 実績報告書

動物の進化に伴うペルオキシソームの尿酸分解酵素群の脱落機構

研究代表者

野口 知雄 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (30073688)

研究成果

[文献書誌] Masuda, W.: "D-Aspartic acid in bovine dentine non-collagenous phosphoprotein"Archives of Oral Biology. 47. 757-762 (2002)

[文献書誌] Masuda, W.: "A New Type of Allantoinase in Amphibian Liver"Biosci. Biotechnol. Biochem. 65(11). 2588-2560 (2001)

[文献書誌] Masuda, W.: "ADP-ribosyl cyclase in rat salivary glands"Biochem, Biophys, Res. Commun.. 270. 469-472 (2000)

[文献書誌] Hayashi, S.: "Evolution of Urate-degrading Enzyme in animal Peroxisome"Cell Bioehem. Biophys. Int Sympo/CREST research conference Peroxisome : Biogenesis, Function and Disease. 32. 123-129 (2000)

[文献書誌] Sakuraba, H.: "Metabolism of glyoxylate, the end product of purine degradation, in liver peroxisomes of fresh water fish"Biochem, Biophys, Res. Commun.. 229. 603-606 (1996)

[文献書誌] Fujiwara, S.: "Degradation of purines ; only ureidoglycollate lyase out of four allantoin degrading enzymes is present in mammals"Biochem. J.. 312. 315-318 (1995)

[文献書誌] T.Noguchi: "Comparative Biochemistry of animal Peroxisomes"Research Signpost. 28 (1997)

2002 年度実績報告書

野口知雄九州歯科大学, 歯学部, 教授 (30073688)