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大腸菌のメリビオース輸送系について解析を進めた。この系は二次性能動輸送系であり、【Na^+】あるいは【H^+】の電気化学的ポテンシャルを駆動力として、メリビオースの能動輸送が行われる。すなわち、【Na^+】と【H^+】がメリビオース輸送の共役カチオンとなり、メリビオースと共輸送される。【Li^+】は共役カチオンとならないばかりか、メリビオース輸送を強く阻害する。我々はカチオン共役の変化したメリビオース輸送担体を持つ変異株を得るため、【Li^+】-抵抗性株の分離を試み、約10株を得た。これらの変異株においては、【Na^+】とメリビオースの共輸送能は保持されていたが、【H^+】とのそれは失われていた。このような輸送機能、特にカチオン共役の変化したものについて、輸送蛋白質の一次構造の変化との関係を明らかにした。
メリビオース輸送蛋白質の一次構造については、遺伝子DNAの側から決定し、すでに報告した。そこで、上記カチオン共役変異株のメリビオース輸送蛋白質の構造遺伝子melBをクローニングし、変異を含む領域の塩基配列を決定することにした。クローニングのために、melBクローニング用ベクターpSTY88をつくった。これを用い、変異株のmelBをうまくクローニングすることができた。次に遺伝子内マッピングを行い、変異を含む小さなDNA断片について塩基配列を決定した。その結果、6種の変異株について、メリビオース輸送蛋白質の一次構造上のアミノ酸残基の置換を明らかにすることができた。置換アミノ酸残基は、アミノ末端から120〜140番目付近と230〜240番目付近の2つの領域に局在していた。このことは、三次構造上この2つの領域によって形成されるドメインが、カチオンの認識・輸送に重要であることを意味している。今後、他の変異株についても同様の解析を進め、一次構造の変化と機能の変化をより詳しく解析したい。
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