Elucidation of sulfur-assimilation mechanism in bifidobacteria

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ビフィズス菌のアミノ酸代謝，特に含硫アミノ酸（システイン (Cys) /メチオニン (Met) ）代謝の知見は不十分である．我々は，ビフィズス菌のCys /Met代謝の全容解明を目指しておりBifidobacterium lomgum subsp. longum 105-A（105-A株）のCys要求性はMetで代替可能であり，MetからCysへ代謝する逆流硫黄経路を有することを示した．現在，Cys/Met代謝に関与する酵素遺伝子の同定を進めている．遺伝子破壊実験により逆流硫黄経路後半のcystathionine-beta-synthase (CBS), cystathionine-gamma-lyase (CGL)をコードする遺伝子の同定を試みた結果，BL105A_0509 (0509)がCBSをBL105A_0510 (0510)がCGLをコードする遺伝子であると考えられた．本研究では0509，0510を大腸菌で発現させて，組換えタンパク質の機能解析を行った。組換えタンパク質はpETシステムを用いてEscherichia coli BL21 Rosetta 2 (DE3)株を用いて生産し、His-trapカラムで精製した。組換え0509はO-アセチルセリンとホモシステインからシスタチオニンを生成する活性を示したが，セリンは基質としなかった。したがって, 0509遺伝子産物は細菌によく見られるO-acetylserine dependent CBS (EC 2.5.1.134)であることが明らかになった。この結果は，ビフィズス菌のシスタチオニン代謝酵素の活性を初めて直接に示したものである。一方，同様に調製した組換え0510は有意なcystathionine lyase活性を示さなかった。この原因については現在，解析中である。