光合成細菌の生産するモリブデン酵素の活性中心構造と機能

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脱窒光合成細菌Rhodobacter sphaeroides f.s.denitrificansの生産するモリブデン酵素ジメチルスルホキシドレダクターゼ(DMSO-R)の全塩基配列を遺伝子解析法により決定することができた。本酵素は分大量82,000のモノマー酵素で、1原子のモリブデンをMo-pterincofactorとして持つが、他に共存因子を持たない。昨年の研究で得られたプロテアーゼ分解によるアミノ酸配列を基にDNAプローブを合成した。菌体ゲノムDNAを抽出し、制限酵素消化した断片をサザンハイブリダイゼーションを行い目的の遺伝子を取得した。ゲノムライブラリーからプラークハイブリダイゼーションによりスクリーニングし、得られたクローンの制限酵素地図を作成し、解析したいDNA断片をサブクローニングし、デリーションミュータントを作製し、dideoxy法の塩基配列を解析した。塩基配列から推定したアミノ酸配列は、ペプチド解析から求めた部分配列とよく一致した。N末端上流には42浅基からなる比較的長いシグナルペプチドが存在すること、プロテアーゼで特異的に切断を受ける部位が分子鎖の丁度中央部に位置すること、またモリブデンと直接配位すると考えられているアミノ酸としてシステインがあるが、存在する9このシステインのうちいくつかはその候補として考えられた。またこれまでに塩基配列を解析された原核生物のモリブデン酵素6種と配列の比較をしたところ、大腸菌のDMSO-Rとは35%、同じくbiotin solfoxide reductaseとは45%と高い相同性を示した。また高等動物のモリブデン酵素とは相同性は低く、特にシステインの配列の関してはまったく相同性がなかった。今後、モリブデンの結合位置や配位構造を、生態学的および遺伝学的手法を組み合せて追跡するとともに、X線による結晶解析も行うつもりである。