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メタン生成古細菌Methanosarcina mazeiに由来するシス型プレニル二リン酸合成酵素について、主に基質特異性に関する解析を進めた結果、同酵素が通常の基質を用いたC-プレニル化反応に加えて、短鎖アルコールをプレニル基受容体基質としたO-プレニル化反応をも触媒できることを明らかにした。このような広い反応性を示すシス型プレニル二リン酸合成酵素の報告は無く、それを可能にする基質認識機構に興味が持たれた。そこでX線結晶構造解析を実施し、同酵素の立体構造を明らかにすることに成功した。
超好熱性古細菌Aeropyrum pernixは炭素数25のプレニル基を疎水性炭素鎖として有するC25古細菌膜脂質を特異的に生産する。我々はすでに、その生合成に関わるプレニル基転移酵素の遺伝子を同一の大腸菌に導入することで、C25古細菌膜脂質を生産させることに成功している。この系の遺伝子の一部を真正細菌由来のプレニル基転移酵素に入れ替えることにより、天然には存在しない、一部C30の炭素鎖を有する古細菌膜脂質の合成に成功した。
古細菌の比較ゲノム解析を行うことで、過去に見出された複数種類のメバロン酸経路のいずれとも異なる変形メバロン酸経路に関与する候補遺伝子を見出し、組換えタンパク質を用いてその酵素活性を明らかにし、メバロン酸経路への関与を証明した。新奇な代謝中間体であるホスホ-trans-アンヒドロメバロン酸を経由する同経路は、大部分の古細菌に分布していると予想されたため、古細菌型メバロン酸経路と命名した。
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