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本研究の目的は細菌の呼吸鎖の末端で普遍的に機能しているチトクロムo型オキシダーゼの構造と機能を各種細菌の間で比較検討するとともに、それらの細菌のその他の末端オキシダーゼとの機能上の違いを明らかにすることにある。本研究では大腸菌、酢酸菌および緑膿菌の末端オキシダーゼについて調べたので以下に簡単にまとめる。
1)大腸菌の末端オキシダーゼ:大腸菌の呼吸鎖ではチトクロムoとチトクロムdが末端オキシダーゼとして機能しており、培地中の溶存酸素濃度に依存して両者の量が変化する。このチトクロムoはユビキノールと反応し、人工膜小胞中でエネルギーを生成できる。グルコース脱水素酵素(GDH)とQ_8ともに人工膜小胞中に再構成することでグルコース酸化系呼吸鎖が再現される。
2)酢酸菌Gluconobacter属の末端オキシダーゼ:この菌の呼吸鎖はチトクロムoとエネルギー生成能のないチトクロムcが関与するバイパスとから成っており、培地のpHの変化に対応してこのバイパスだけが変化する。このチトクロムoは大腸菌のものとほぼ類似した構造と機能を有しユビキノールと反応するが、抗原性が多少異なる。また、GDHとQ_<10>とともにグルコース酸化系呼吸鎖を人工膜小胞上に再構成できる。
3)酢酸菌Acetobacter属の末端オキシダーゼ:この菌の呼吸鎖はチトクロムoとチトクロムaから成っており、静置培養と振とう培養とでその組成が大きく変動する。このチトクロムoも上記の酵素と類似の構造と機能を有し、ユビキノールを酸化してエネルギーを形成することができる。
4)緑膿菌の呼吸鎖はチトクロムoとシアン非感受性のバイパスとから出来ているが、このチトクロムoは他の酵素と異なり、ユビキノールと反応せず、チトクロムcと反応する。
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