酢酸菌の生化学的研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 62440014
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 飴山 實 山口大学, 農学部, 教授 (90022053)
• 研究分担者: 滝本 晃一 山口大学, 農学部, 助教授 (00115875) ; 中島 弘二 聖路加看護大学, 教授 (80034940) ; 品川 恵美子 山口大学, 農学部, 助手 (20116726) ; 松下 一信 山口大学, 農学部, 助手 (50107736) ; 足立 収生 山口大学, 農学部, 助教授 (20027189)
• キーワード: 酢酸菌 / アルコ-ル脱水素酵素 / グルコ-ス脱水素酵素 / ユビキノン / PQQ / チトクロムO / チトクロムa_1

研究概要

1.Gluconobacter属酢酸菌の糖質酸化系呼吸鎖に関して
(1)本菌細胞膜より可溶化精製したグルコ-ス脱水素酵素(GDH)とチトクロムO末端酸化酵素をQ_<10>を含む人工膜小胞中に再構成し、本菌のジアン感受性グルコ-ス酸化系呼吸鎖がGDH→Q_<10>→チクトロムO→O_2で機能し、同時にエネルギ-生成能を有することを明らかにした。(2)シアン耐性呼吸鎖を欠いたG.nonacetigenusの細胞膜にアルコ-ル脱水素酵素(ADH)を再構成することでシアン耐性呼吸鎖を再現することができ、ADHがその呼吸系に関与していることが直接示された。(3)GDHと人工的電子受容体フェリシアニドとの反応性はGDHを細胞膜から可溶化することが消失するが、この反応が人工膜小胞中でQ_<10>およびADHによって媒介されることが示された。この結果、PQQを補酵素とするGDHとADHはユビキノンを介して相互に電子伝達できることが明らかになった。(4)エタノ-ル酸化系呼吸鎖がADH、Q_<10>、チトクロムOで人工膜上に再構成されたが、この呼吸鎖はシアン感受性であり、シアン耐性呼吸にはADH以外の成分が必要であることが示された。
2.Acetobacter属酢酸菌の糖質酸化系呼吸鎖に関して
(1)本菌は静置培養によってチトクロムOを振とう培養によってチトクロムa_1を末端酸化酵素として生成することが示された。(2)両末端酸化酵素はそれぞれ細胞膜から可溶化精製され、ともに4つのサブユニットから成り、ユビキノ-ルを電子受容体とすることが示された。(3)チトクロムa_1はヘムbとヘムaを含み、シアンと反応して大きな吸収変化を示し、古くから研究され現在ではその存在が疑問視されていたチトクロムの再発見となった。(4)本菌から精製されたADHとチトクロムa_1をQ_9とともに人工膜小胞に再構成することでエタノ-ル酸化系が再現された。

研究成果

• [文献書誌] K.Matsushita,E.Shinagawa,O.Adachi & M.Ameyama: "Reactivity with ubiquinone of quinoprotein D-glucose dehydrogenase from Gluconobacter suboxydans" Journal of Biochemistry. 105. 633-637 (1989)
• [文献書誌] E.Shinagawa,K.Matsushita,O.Adachi & M.Ameyama: "Formation of the apo-form of quinoprotein alcohol dehydrogenase from Gluconobacter suboxydans" Agricultural and Biological Chemistry. 53. 1823-1828 (1989)
• [文献書誌] E.Shinagawa,K.Matsushita,T.Inoue,O.Adachi & M.Ameyama: "Monoclonal antibody recognizing the quinoprotein subunit of alcohol dehydrogenase complex from Gluconobacter species" Agricultural and Biological Chemistry. 53. 2011-2012 (1989)
• [文献書誌] K.Matsushita,E.Shinagawa,O.Adachi & M.Ameyama: "Quinoprotein D-glucose dehydrogenase of the Acinetobacter calcoaceticus respiratory chain:Membrane-bound and soluble forms are different molecular species" Biochemistry. 28. 6276-6280 (1989)
• [文献書誌] K.Matsushita,Y.Nagatani,E.Shinagawa,O.Adachi & M.Ameyama: "Effect of extracellular pH on the respiratory chain and energetics of Gluconobacter suboxydans" Agricultural and Biological Chemistry. 53. 2895-2902 (1989)
• [文献書誌] E.Shinagawa,K.Matsushita,O.Adachi,& M.Ameyama: "Evidence for electron transfer via ubiquinone between quinoproteins D-glucose and alcohol dehydrogenases of Gluconobacter suboxydans" Journal of Biochemistry. 107. (1990)
• [文献書誌] M.Ameyama,K.Matsushita,E.Shinagawa&O.Adachi: "Biochemical and physiological functions of pyrroloquinoline quinone in “Vitamins and Hormones"Vol.46" Academic Press,Inc., 54 (1990)