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微細緑藻Botryococcus brauniiは大量の液状炭化水素を生産するため再生産可能な代替エネルギー資源としての利用が考えられている。本藻種のB品種が生産するイソプレノイド系炭化水素は、従来から知られていたメバロン酸経路ではなく、近年存在が明らかになった「非メバロン酸経路」由来の前駆体により生産される。申請者はすでにこの新規生合成経路の一番目の反応に関与する酵素、1-deoxy-D-xylullose synthase(DXS)のcDNAを3種クローニングすることに成功している。これらの酵素は最終的なイソプレノイド化合物の収量に深く関与していると考えられているが、それぞれの遺伝子の発現機構、酵素活性の調節機構については全く不明である。そこで本藻種の3種DXSにつき、酵素学的諸性状を比較するとともに、遺伝子発現や酵素活性の発現パターンを比較することにより、本藻種におけるイソプレノイドの大量生産に、これらがどのように関与しているかを明らかにすることを目的とした。今年度は上記3種DXS遺伝子を大腸菌内で発現させ、酵素活性を有する可溶性タンパク質を得ることが出来た。Hisタグにより精製した本藻種由来3種DXSリコンビナントタンパク質の、酵素学的特性を調べたところ、他生物由来のDXSに比べ最適温度が低いことが明らかになった。またVmax、Kmは高等植物由来のDXSと同程度の値を示した。これらのことから本藻種が大量にイソプレノイドを生産できるのは、個々のDXSタンパク質が特別な性状をしているからではなく、むしろ、1つの細胞内において同時に同じ活性を持つ酵素が存在することによるところが大きいものと考えられた。
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