研究課題
好冷性生物は、通常の温度域で生育する生物が低温ストレスと感じる温度を高温ストレスと感じ、これに応答する。即ち高温ストレスにもっとも鋭敏に応答する生物であると考えることができ、その応答機構には他の生物とは異なる特徴があることが期待される。本研究計画では好冷性微生物における高温ストレス応答の普遍性と特異性の解明、およびその知見をふまえた生物全体における高温ストレス応答の本質的な機構の解明を目的として、好冷性微生物のゲノム情報を利用した熱ショックタンパク質の構造的特徴と機能の温度依存性の解析を行った。C.psychrerythraeaのdnaK1、dnaK2のmRNAは大腸菌など常温性細菌のものより20℃以上低い16℃で発現誘導された。さらに、dnaK1、dnaK2の転写開始点の上流にはいずれも大腸菌の熱ショックプロモーターと類似した配列が存在し、大腸菌と同様に熱ショックプロモーターによって制御されると考えられる。一方、C.psychreythraeaの生育温度8℃付近では、dnaK1は抑制され、dnaK2は最大の1/5程度発現することから、DnaK1とDnaK2は必要とされる温度域が異なると考えられる。大腸菌dnaK欠損株においてDnaK1は大腸菌のDnaKを高温40℃で相補し、低温20℃では相補しないのみならず大腸菌の生育を阻害するが明らかになった。逆にDnaK2は40℃で相補せず、20℃で相補するため、40℃で機能しないと考えられる。特に最大のATP加水分解活性を示す温度は、DnaK1が40QC、DnaK2が50℃であり、異なる温度依存性を示した。このように生育温度域における発現量、及びタンパク質の性質の差異から、好冷性細菌の2種のDnaKは異なる役割を持つことが明らかになった。
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FEMS Microbiol. Lett. (印刷中)
