| 研究概要 |
ホルムアルデヒド固定反応を触媒するリブロースモノリン酸経路の2つの鍵酵素ヘキスロースリン酸シンターゼ(Hps)とホスホヘキスロイソメラーゼ(Phi)は、細菌からアーケアまでに普遍的に存在する。本研究ではこれらの遺伝子発現調節機構と酵素の触媒機能や生理的意義に関する知見を得た。得られた成果は以下の通りである。
1)細菌におけるhps/phiオペロンの発現調節機構:メチロトローフ細菌Mycobacterium gastri MB19および非メチロトローフ細菌である枯草菌のhps/phiオペロン上流に位置する調節タンパク質について、そのDNA結合特性を解析した。枯草菌のHx1Rタンパク質はhps遺伝子上流の2カ所に結合し、ホルムアルデヒド依存的なhps/phiオペロンの発現に関わる新規転写活性化因子であることを明確にした。
2)細菌およびアーケアのHps, Phiの機能解析:超好熱性アーケアであるPyrococcus horikosiiではHpsとPhが単一ORF下にコードされ、融合酵素を生産する。Hps部分、Phi部分と融合酵素を大腸菌で生産し、それぞれの触媒機能を明らかにした。HpsとPhiの融合により、融合酵素が膜画分に局在すること、Phiの耐熱性が向上すること、触媒効率が向上することなど融合酵素の特徴を明確にした。これらの結果をメチロトローフ細菌のHps, Phiにも適用した。M.gastriのhps, phi遺伝子を融合酵素となるように連結し、大腸菌で生産した。融合酵素は耐熱性の顕著な向上はみられなかったものの、触媒効率は向上した。また本融合遺伝子を発現する大腸菌ではホルムアルデヒド耐性が強化されていることが明らかとなった。
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