異環境生物のエネルギー

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63617003
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 向畑 恭男 大阪大学, 理学部, 助教授 (10028110)
• 研究分担者: 吉田 賢右 東京工業大学, 理学部, 助教授 (90049073) ; 山中 健生 東京工業大学, 理学部, 教授 (40028113) ; 土屋 友房 岡山大学, 薬学部, 教授 (80012673) ; 徳田 元 東京大学, 応用微生物研究所, 助教授 (40125943) ; 今栄 康雄 名古屋大学, 理学部, 助教授 (70022712)
• キーワード: ハロバクテリア / スルホロブス / 鉄酸化細菌 / 腸炎ビブリオ / アーキロドプシン / バクテリオロドプシン / H^+ATPアーゼ / ベン毛モーター

研究概要

この研究では、異常に極端な環境に生息する微生物が工夫/改変して持つ独持のエネルギー転換系の構造と作動機作を解明することと、これを通して常環境の生物のエネルギー転換系についての理解を深めることを目的とする。
本年度研究結果抜粋:高度好塩性古細菌ハロバクテリアの新種からバクテリオロドプシンと異なる光駆動H^+ポンプを発見し、アーキロドプシンと命名した。この新レチナールタンパク質の遺伝子をクローン化し、DNA塩基配列/アミノ酸配列を決めたところ、バクテリオロドプシンとの相同性は全体で60%弱、ヘリックス構造の部分で90%強であった。これらの結果から、ポンプタンパク質の必須立体構造についての多くの示唆を得た。好酸好熱性古細菌スルホロブスのATPアーゼ配列の相同性は液胞のV型ATPアーゼと高く、ミトコンドリアのF型ATPアーゼとは低くて、前年度に免疫交差反応で得た知見を支持した。好酸性鉄酸化細菌から、pH3でも自酸化能を示さない特異なcytC552を単離した。これとシトクロム酸化酵素との反応の至適pHも3.5であった。このような酵素の性状を与えるタンパク質の構造は興味深い。H^+に代えてNa^+を用いる系については、海洋細菌でNa^+排出型呼吸鎖の普遍的存在を示し、腸炎ビブリオでNa^+濃度パルスによるATP合成(新しいNa^+輸送型ATPアーゼの存在)を確認した。好アルカリ性菌で、Na^+駆動型ベン毛モーターの特異性阻害剤としてフェナミルを見出し、モーター結合膜の内外にNa^+結合部位があることを示した。本年度の研究は全般的には順調に進捗し、いくつかの新展開が期待できる。相互の連携、共同研究体性などをさらに強化して、より一層の成果増大をはかる。

研究成果

• [文献書誌] Y.Mukohata: Biochem.Biophys.Res.Commun.151. 1339-1345 (1988)
• [文献書誌] K.Ihara: FEBS Lett.240. 148-152 (1988)
• [文献書誌] Y.Sugiyama.: Proc.Natl.Acad.Sci.USA.
• [文献書誌] S.Sugiyama: J.Biol.Chem.263. 8215-8218 (1988)
• [文献書誌] S.Kurosawa: J.Membr.Sci.
• [文献書誌] N.Kamo: Biochem.Biophys.Res.Commun.152. 1090-1096 (1988)
• [文献書誌] Y.Shichida: FEBS Lett.236. 333-336 (1988)
• [文献書誌] N.Kamo: Bioelectrochem.Bioenerg.
• [文献書誌] K.Fukui: J.Bacteriol.170. 4589-4593 (1988)
• [文献書誌] T.Kawakami: J.Biol.Chem.263. 14276-14280 (1988)
• [文献書誌] Y.Sakai: Biochim.Biophys.Acta.
• [文献書誌] Y.Sakai: J.Biochem.
• [文献書誌] H.Tokuda: J.Biochem.103. 650-655 (1988)
• [文献書誌] H.Tokuda: J.Gen.Microbiol.135. (1989)
• [文献書誌] H.Yamada: J.Biol.Chem.264. (1989)
• [文献書誌] Y.Fukumori: FEMS Microbiol.Lett.50. 169-172 (1988)
• [文献書誌] Y.Fukumori: Plant Cell Physiol.29. 1077-1079 (1988)
• [文献書誌] T.Yamanaka: FEMS Microbiol.Rev.54. 259-270 (1989)
• [文献書誌] M.Numata: J.Biochem.105. 245-248 (1989)
• [文献書誌] T.Fujiwara: J.Biochem.105. 287-292 (1989)
• [文献書誌] K.Denda: J.Biol.Chem.263. 17251-17254 (1988)
• [文献書誌] K.Denda: J.Biol.Chem.263. 6012-6015 (1988)
• [文献書誌] K.Denda: J.Biol.Chem.264. (1989)
• [文献書誌] 杉山滋: 生体の科学. 39. 85-88 (1988)