深海微生物由来ジヒドロ葉酸還元酵素の構造・ゆらぎ・機能

深海微生物二氢叶酸还原酶的结构、波动和功能

• 批准号: 16657031
• 负责人: 月向 邦彦
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16657031/
• 关键词: 深海微生物; ジヒドロ葉酸還元酵素; 構造・ゆらぎ・機能

深海は低温(0〜4℃)・高圧(50〜100MPa)の生物には不利な環境と考えられるが、このような環境下でも近年、多くの生命が見出されている。昨年度は、深海微生物Shewanella violacea DSS12、Photobacterium profundum SS9、Moritella japonica DSK1株およびMoritella yayanosii DB21MT-5からジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)遺伝子をクローニングし、大腸菌での発現系を構築した。本年度はこれら4種のDHFRに関して酵素機能の圧力依存性を詳細に検討した。その結果、酸化還元反応自体の反応速度は圧力による影響をあまり受けないこと、大腸菌DHFRは常圧下では基質と高い親和性を持っているが加圧に伴って親和性が低下していくこと、これに対して深海微生物由来DHFRでは常圧下での基質との親和性はあまり高くないけれども、親和性の圧力依存性が小さく、高圧下でも常圧下と同様に基質と相互作用できることなどがわかった。これらは深海微生物由来DHFRが高圧下で機能を発揮する上で重要な性質であると考えられる。また、上記4種以外の深海微生物および同属の圧力感受性細菌由来DHFRのクローニングにも取り組み、Shewanella oneidensis、Shewanella benthica DB6705、Shewanella benthica DB21MT-2、Shewanella gelidimarina、Photobacterium profundum DSJ4、Photobacterium phosphoreumの各細菌由来DHFR遺伝子をクローニングし、塩基配列を決定した。これらの新規DHFRと昨年度にクローニングした同属菌DHFRとの塩基配列の相同性は68〜99%、アミノ酸配列の相同性は78〜99%であった。

Deep sea organisms at low temperatures (0 ~ 4℃) and high pressures (50 ~ 100MPa) have been exposed to adverse environments in recent years. In the past year, deep-sea microorganisms Shewanella violacea DSS12, Photobacterium profundum SS9, Moritella japonica DSK1 strain and Moritella yayanosii DB21MT-5 were constructed. This year, the stress dependence of four DHFR-related enzyme functions was discussed in detail. As a result, the reaction rate of the acidified microorganism DHFR is affected by the pressure, and the affinity of the microorganism DHFR is affected by the pressure. High pressure, low pressure, and matrix interaction. The origin of deep-sea microorganisms DHFR is important for its function under high pressure. Deep-sea microorganisms other than the four species listed above and stress-sensitive bacteria belonging to the same genus are derived from DHFR gene group, Shewanella oneidensis, Shewanella benthica DB6705, Shewanella benthica DB21MT-2, Shewanella gelidimarina, Photobacterium profundum DSJ4, Photobacterium phosphoreum. The identity of DHFR in the nucleotide sequence of DHFR was 68 ~ 99%, and that of DHFR in the nucleotide sequence of DHFR was 78 ~ 99%.

项目成果

1000気圧の環境下でもはたらくタンパク質の不思議 深海好圧性微生物の探索とその耐圧酵素

在 1000 个大气压环境下发挥作用的蛋白质之谜，寻找深海嗜压微生物及其耐压酶。

• 发表时间: 2005
• 期刊: BIONICS 2
• 作者: Hirose;T.;T.Miyamoto;J.Obokata;M.Sugiura;加藤千明
• 通讯作者: 加藤千明

高圧下における酵素科学

高压下的酶科学

• 发表时间: 2004
• 期刊: 海洋 36
• 作者: Hirose;T.;T.Miyamoto;J.Obokata;M.Sugiura;加藤千明;Eiji Ohmae;Eiji Ohmae;月向邦彦;大前 英司
• 通讯作者: 大前 英司

ジヒドロ葉酸還元酵素のループ機能解析

二氢叶酸还原酶环路功能分析

• 发表时间: 2004
• 期刊: 生物物理 44
• 作者: Oikawa;K.;8名;Sambongi Y.;Eiji Ohmae;Takayuki Fukuyama;加藤千明;Kunihiko Gekko;月向邦彦;月向邦彦;月向邦彦
• 通讯作者: 月向邦彦

Effects of point mutation at a Met42 of Escherichia coli dihydrofolate reductase on the stability and function.

大肠杆菌二氢叶酸还原酶 Met42 点突变对稳定性和功能的影响。

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Biochem. 137
• 作者: Hirose;T.;T.Miyamoto;J.Obokata;M.Sugiura;加藤千明;Eiji Ohmae
• 通讯作者: Eiji Ohmae

Evolutional design of a hyperactive cysteine- and methionine-free mutant of Escherichia coli dihydrofolate reductase

• DOI: 10.1074/jbc.m508823200
• 发表时间: 2006-05-12
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Iwakura, M;Maki, K;Gekko, K
• 通讯作者: Gekko, K