生物の環境適応とD-アミノ酸の役割

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11691187
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 吉村 徹 京都大学, 化学研究所, 助教授 (70182821)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 栗原 達夫 京都大学, 化学研究所, 助手 (70243087) ; 江崎 信芳 京都大学, 化学研究所, 教授 (50135597)
• Keywords: D-アミノ酸 / アラニンラセマーゼ / 浸透圧調整 / D-アミノ酸オキシダーゼ

Research Abstract

本研究では、エビおよび分裂酵母の、それぞれ高塩環境下、D-アミノ酸存在下での代謝応答と、D-アミノ酸代謝関連酵素について明らかにした。エビなどの海産性動物は高塩環境下においてD-アラニンを蓄積することが知られている。エビの一種ブラックタイガーの肝膵臓よりアラニンラセマーゼを動物細胞では初めて電気泳動的に均一に精製し、その諸性質について検討した。本酵素は、同一サブユニットからなる二量体であり、ピリドキサールリン酸(PLP)を補酵素とするが、免疫化学的に真性細菌型の酵素とは異なった。様々な塩の添加効果について検討した結果、混在する陽イオンの種類と無関係に、様々な一価の陰イオンが酵素活性を上昇させることが明らかになった。また、二価の陰イオンは効果を示さなかった。これらの結果、塩化物イオンによる活性化を介し、本酵素がエビの浸透圧調節に直接関与する可能性が示された。一方、分裂酵母におけるD-アミノ酸代謝を明らかにするため、米国North Eastern大学のJ.Manning教授の協力のもとに、予想される種々のD-アミノ酸関連酵素遺伝子をクローニングし、生化学的、分子遺伝学的手法を用い、各遺伝子産物の酵素学的諸性質、生理学的意義を明らかにした。アラニンラセマーゼがグラム陰性菌から水平転移されたものである可能性を示し、D-アラニンの資化に関与することを明らかにした。D-アミノ酸オキシダーゼが、アラニンラセマーゼと協調してD-アラニンの資化に関与すること、また、D-2-アミノ酪酸、D-アルギニン、D-グルタミン、D-セリン資化にも関与することを明らかにした。D-アミノ酸が示す細胞内毒性の軽減にD-アミノ酸オキシダーゼが関与していることを明らかにした。本年はまた、オーストラリア北部海岸河口汽水域で採取したサンプルからの微生物のスクリーニングを行った。

Research Products

• [Publications] Uo,Takuma: "Purification and Characterization of Alanine Racemase from Hepatopancreas of Black-tiger Prawn, Penaeus monodon"Journal of Molecular Catalysis . 発表予定. (2001)
• [Publications] Uo,Takuma: "Functional Characterization of Alanine Racemase from Schizosaccharomyces pombe : A Eucaryotic Counterpart to Bacterial Alanine Racemase"Journal of Bacteriology. 183・7. 2226-2333 (2001)