超好熱菌を利用したin vivo進化によるタンパク質耐熱化システムの開発

2004 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15350100
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 跡見 晴幸 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90243047)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• キーワード: 超好熱始原菌 / 遺伝子導入 / 遺伝子相補 / unfolded protein renponse / chaperonin / pyrF / ウラシル / Thermococcus

研究概要

超好熱始原菌Thermococcus kodakaraensis KOD1株のpyrFおよびtrpE遺伝子を破壊し、KUW1株を作製し、本株を宿主細胞として、Pyrococcus furiosus(至適生育温度100℃)およびThermoplasma volcanium(至適生育温度60℃)由来pyrF遺伝子を導入した。60℃培養から5℃ずつ温度を上昇させて培養したところ、Thermoplasma volcanium由来pyrFを導入した組換え株(KTV株)はウラシル非存在下で75℃まで生育できたが、80℃で生育は観察されなかった。Pyrococcus furiosus由来pyrFを導入した組換え株(KPF株)は85℃でも野生株KOD1と同様な生育を示した。KTV株内のPyrFは耐熱化されていなかったが、その代わり細胞内のchaperoninの発現が誘導されていることが判明した。通常のKOD1株では85℃以上にのみ発現するHSP60(CpkB)がKTV株内で75℃においても大量に存在することがわかった。KPF株ではこのような現象は観察されなかった。したがって、耐熱性の低いタンパク質を特異的に認識し、その変性を防ぐための防御機構の存在が示唆された。以上の結果より、いままでに知られていなかった超好熱始原菌におけるunfolded protein responseと同様なタンパク質品質管理メカニズムの存在が明らかとなった

研究成果

• [雑誌論文] Complete genome sequence of the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakaraensis KOD1 and comparison with Pyrococcus genomes (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Fukui, H.Atomi, T.Kanai, R.Matsumi, S.Fujiwara, T.Imanaka
  • 雑誌名: Genome Res 15・3 ページ: 352-363
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Complete genome sequence of the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakaraensis KOD1 and comparison with Pyrococcus genomes (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Fukui, H.Atomi, T.Kanai, R.Matsumi, S.Fujiwara, T.Imanaka
  • 雑誌名: Genome Res. 15(3) ページ: 352-363
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Thermostable carboxylesterases from hyperthermophiles (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Atomi, T.Imanaka
  • 雑誌名: Tetrahedron : Asymmetry 15 ページ: 2729-2735
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Genetic evidence identifying the true gluconeogenic fructose-1, 6-bisphosphatase in Thermococcus kodakaraensis and other hyperthermophiles (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Sato, H.Imanaka, N.Rashid, T.Fukui, H.Atomi, T.Imanaka
  • 雑誌名: J. Bacteriol 186 ページ: 5799-5807
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Reverse gyrase is not a prerequisite for hyperthermophilic life (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Atomi, R.Matsumi, T.Imanaka
  • 雑誌名: J. Bacteriol 186 ページ: 4829-4833
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Genetic evidence identifying the true gluconeogenic fructose-1,6-bisphosphatase in Thermococcus kodakaraensis and other hyperthermophiles (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Sato, H.Imanaka, N.Rashid, T.Fukui, H.Atomi, T.Imanaka
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 186 ページ: 5799-5807
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Reverse' gyrase is not a prerequisite for hyperthermophilic life (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Atomi, R.Matsumi, T.Imanaka
  • 雑誌名: J Bacteriol. 186 ページ: 4829-4833
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] 超好熱菌の高温環境適応戦略 (2003)
  • 著者名/発表者名: 跡見 晴幸, 今中 忠行
  • 雑誌名: 生化学 75・7 ページ: 561-575
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Hyperthermophiles and their adaptation to extremely high temperature (2003)
  • 著者名/発表者名: H.Atomi, T.Imanaka
  • 雑誌名: Seikagaku Jul;75(7) ページ: 561-575
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より