| 研究概要 |
超好熱菌遺伝子破壊系の改良に関しては、HMG-CoA reductase遺伝子の大量発現カセットとHMG-CoA reductaseに特異的な阻害剤simvastatinを利用することにより超好熱菌としては初めての薬剤耐性に基づいた遺伝子破壊系を構築することができた。また遺伝子の機能解明に関しては解糖系の最終段階を触媒する酵素を解明したこと、Type III Rubiscoの機能解明を達成したことが挙げられる。解糖系の最終反応は一般にpyruvate kinase(PK)により触媒される。しかしながら多くの細菌や始原菌ゲノムにはphosphoenolpyruvate synthase(PPS)の遺伝子も存在する。一般にPPSは糖新生に関与するが、我々は様々な培養条件による菌体収量やPK/PPSの発現様式からPPSが解糖に関与していることを考え、T.kodakaraensisのPK遺伝子およびPPS遺伝子をそれぞれ破壊した。その結果、PPS破壊株は解糖条件で全く増殖することができないことが判明し、PPSが解糖系の最終段階を触媒する主要酵素であることが明らかとなった。一方RubiscoはCalvin-Benson-Bassham cycle(CBB cycle)の鍵酵素であり、多数の化学独立栄養生物の炭酸固定を担っている。一次構造に基づいて、Rubiscoタンパク質は現在Type IからType IVまでの4種に分類されている。Type III RubiscoはArchaeaにのみ存在し、Rubiscoのcarboxylase活性を示すものの、その生理的役割は不明であった。我々はT.kodakaraensis内でAMPからType III Rubiscoの基質ribulose 1,5-bisphosphateを供給できる新規酵素AMP phosphorylaseおよびribose 1,5-bisphosphate isomeraseを同定した。本経路は糖新生系の一部とpentose phosphate pathwayの一部と合わせて新しい第5の炭酸固定経路を形成し得ることも判明した。
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