共生細胞菌のポリビニルアルコールデヒドロゲナーゼに関する分子生物学的研究

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ポリビニルアルコール(PVA)は2種の細菌の存在を必須とする共生的混合培養系で分解資化される。それらの共生系はPVAを分解資化する細菌とそれがPVAに生育するために要求する必須の増殖因子であるピロロキノリンキノン(PQQ)を供給する細菌によって構成されている。これまでに、PQQのPVA分解菌における作用機構を検討し、分解菌Pseudomonas sp.VM15Cより新規PVA酸化酵素であるPVAデヒドロゲナーゼを見い出した。本酵素はPQQを補酵素とするいわゆるキノプロテイン酵素であり、かつキノプロテイン酵素としては初めての第2級アルコールデヒドロゲナーゼである。本酵素はPVA分解菌によってアポ酵素として生産されるが、共生のパートナーである細菌によって供給されるPQQを結合し、活性なホロ酵素に転化する。PQQは分解菌がPVAに生育するためにの必須の増殖因子として作用するが、このホロ酵素への転換こそが分解菌のPVAに対する生育を可能にするのである。本研究では、この新規なPVAデヒドロゲナーゼについて分子生物的研究を行うことを目的として、この酵素の精製、遺伝子のクローン化について検討した。PVAデヒドロゲナーゼの精製に関する研究:PVAデヒドロゲーナーゼを効率的に精製するための検討を行った。まずPseudomonas sp.VM15Cの培養条件の検討を行い、この酵素を大量に得る培養条件を確立した。また、この酵素は膜酵素であり、精製が非常に因難であるが、効率的に精製するための方法を検討し、可溶化、硫安分画、各種クロマトグラフィーによる効率的な精製条件を見い出した。PVAデヒドロゲナーゼのクローニング:PVAデヒドロゲナーゼのクローニングを行うため、コスミドバンクを作成することを成功した。このバンクより、PVAデヒドロゲナーゼ遺伝子を有するクローンを現在、検索中である。