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ニッケル含有酵素であるウレアーゼの構造と機能

含镍酶脲酶的结构和功能

基本信息

批准号：
06740506
负责人：
山口和也
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至 1994
项目状态：
已结题

项目摘要

光合成細菌にニッケル含有酵素ウレアーゼが存在することは、これまでほとんど知られていない。本研究において、紅色無硫黄細菌であるRhodobacter capsulatusがウレアーゼを生合成することを見いだし、さらにこの細菌のウレアーゼを単離精製することに初めて成功した。この光合成細菌は、通常の生育条件下ではウレアーゼを生合成することなく生育する。ところが、窒素源をアンモニウムイオンから尿素・アルギニン等に変え、窒素代謝系を制御することにより、この菌体におけるウレアーゼ生合成を誘導することができた。また、窒素飢餓条件下にすることで生合成されるウレアーゼの量が増加することも明らかになった。さらに、ウレアーゼ生合成過程においてニッケルイオンを添加するとウレアーゼ活性が著しく促進されることより、この細菌のウレアーゼも他の菌体のものと同様にニッケルを含む酵素であることも示唆された。光合成細菌中の色素や複合タンパク質の生成をおさえ、より多くのウレアーゼの単離精製を行なうために、暗所好気的条件下で培養した細菌からウレアーゼの精製を行なった。ウリアーゼ精製の際に用いるバッファーに2-メルカプトエタノールを添加することにより、精製効率は飛躍的に向上することが明らかになった。この添加剤は酵素の活性中心である複核ニッケルに架橋することにより酵素を安定化させる働きをしているものと考えられる。さらにイオン交換・疎水クロマト法により、従来単離されなかった光合成細菌のウレアーゼの精製に成功し、酵素比活性は38μmol(Urea)/min.mgまで向上した。SDSゲル電気泳動により、サブユニットの分子量は67KDであることも判明した。本研究により、高度に精製された新規の光合成細菌ウレアーゼが得られ、ウレアーゼの構造と機能の関連性を解明し生体中におけるニッケルイオン役割を明らかにするための礎が得られた。

Photosynthetic bacteria contain enzymes that are not present. In this study, the red sulfur-free bacteria Rhodobacter capsulatus was successfully synthesized and purified. These photosynthetic bacteria are able to reproduce under normal conditions. The protein metabolism system is controlled by the protein source and induced by the protein source. Under the condition of starvation, the amount of protein produced increases. In addition, the activity of the bacteria is promoted by the addition of enzymes to the synthesis process. The pigment complex in photosynthetic bacteria is produced and purified under good conditions. 2-way to improve the quality of the product. The enzyme activity center of the additive is reviewed, and the enzyme is stabilized. The enzyme activity was 38μmol(Urea)/min. mg/L. The molecular weight of SDS is 67KD. This study is aimed at clarifying the structural and functional relationships between photosynthetic bacteria with high purity and purity in living organisms.