枯草菌のイノシトール分解素の解明

枯草菌等の微生物は特殊なイノシトール分解系を発達させている。枯草菌のイノシトール分解系遺伝子はiol divergon(iolABCDEFGHIJ&iolRSoperons)を構成し、イノシトールの存在下で誘導される。筆者は枯草菌イノシトール分解系の分子生物学的解明を目指した。iolGが分解系の初発反応を担うinositol dehydrogenaseを、iolRが転写制御を担うrepressorをコードすることは既知であり、イノシトールの分解過程で生成する誘導物質がIolRをオペレーターから解離させるものと想定される。そこでまず誘導物質生成までの過程とそれ以降に関わる遺伝子を区別する実験系を確立した結果、誘導物質生成に不可欠なのはiolBCDEGの5遺伝子であることがわかった。そしてこれらの各遺伝子を大腸菌内で発現させ、その産物の示す酵素活性を詳細に検討したところ、iolEが2段階目の反応を担うinosose dehydrataseを、iolDが3段階目のdiketodeoxyinositol hydrolaseをコードすることが明らかとなった。従って、残るiolBCが関与する反応により誘導物質が生成されるものと考えらる。一方、本研究の遂行過程でIolRの制御下にある新規遺伝子iolTを染色体上のiol divergonとはかけ離れた位置に発見した。この発見はIolR傘下の遺伝子発現制御ネットワーク"iol regulon"の存在を示唆した。iolTを破壊するとイノシトールの取り込み能力が著しく低下したことから、iolTはイノシトールの主たる取り込みを担う輸送蛋白をコードすると考えられた。またiol divergonに含まれるiolFもこの取り込みに部分的に関与することもわかり、iol regulonには少なくとも2つの輸送系が含まれることが示唆された。

枯草菌等の微生物は特殊なイノシトール分解系を発達させている。枯草菌のイノシトール分解系遺伝子はiol divergon(iolABCDEFGHIJ&iolRSoperons)を構成し、イノシトールの存在下で誘導される。筆者は枯草菌イノシトール分解系の分子生物学的解明を目指した。iolGが分解系の初発反応を担うinositol dehydrogenaseを、iolRが転写制御を担うrepressorをコードすることは既知であり、イノシトールの分解過程で生成する誘導物質がIolRをオペレーターから解離させるものと想定される。そこでまず誘導物質生成までの過程とそれ以降に関わる遺伝子を区別する実験系を確立した結果、誘導物質生成に不可欠なのはiolBCDEGの5遺伝子であることがわかった。そしてこれらの各遺伝子を大腸菌内で発現させ、その産物の示す酵素活性を詳細に検討したところ、iolEが2段階目の反応を担うinosose dehydrataseを、iolDが3段階目のdiketodeoxyinositol hydrolaseをコードすることが明らかとなった。従って、残るiolBCが関与する反応により誘導物質が生成されるものと考えらる。一方、本研究の遂行過程でIolRの制御下にある新規遺伝子iolTを染色体上のiol divergonとはかけ離れた位置に発見した。この発見はIolR傘下の遺伝子発現制御ネットワーク"iol regulon"の存在を示唆した。iolTを破壊するとイノシトールの取り込み能力が著しく低下したことから、iolTはイノシトールの主たる取り込みを担う輸送蛋白をコードすると考えられた。またiol divergonに含まれるiolFもこの取り込みに部分的に関与することもわかり、iol regulonには少なくとも2つの輸送系が含まれることが示唆された。