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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有望視されている。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、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(DOXP/MEP経路)」由来の前駆体により生産される。本藻種によるイソプレノイド前駆体の生合成メカニズムを解明するため、申請者は本藻種のB品種から、DOXP/MEP経路の一番目の反応に関与する酵索、1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase(DXS)を3種cDNAクローニングした。高等植物においてDXSは、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、本藻種に見つかった3種DXS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。そこで得られた3種DXSにつき、リコンビナントタンパクの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した。Hisタグにより精製した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。また、これら3種のDXS遺伝子はトリテルペン合成の活発な培養初期に発現量が多く、トリテルペンの合成と相関があることが示唆された。
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