ホヤが作るセルロース製構造の多様な形態につながる生体分子の特徴

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セルロースは、グルコース（ブドウ糖）が鎖状に繋がった地球上で最も豊富なバイオマスであり、陸地では主に木などの丈夫な細胞壁を形づくっている。一方、海洋ではホヤが動物で唯一セルロースを合成し、身を包む被のうなど多様な形態の構造物を作っている。これらの生物は細胞膜にセルロース合成酵素（Ces）をもち、Cesの細胞内側で合成される非晶性のセルロース分子鎖が細胞外で互いに引き合い、結晶性の束になる。中でもホヤのCesには微生物が分泌するセルロース分解酵素の一種（GH6）と似たアミノ酸配列のドメイン（CesGH6）が細胞外で繋がり、加えてCesとは別にGH6とアミノ酸配列が似たタンパク質（GH6-1）を単独でもつと言われるが、それらの機能は明らかになっていない。そこで本研究は、CesGH6とGH6-1の構造とセルロースへの作用を調べ、ホヤのセルロース合成における機能の解明に近づくことを目的として行った。ホヤのモデル種でありゲノムが解読されているカタユウレイボヤ（Ciona intestinalis type A）を対象に、採用前に合成して酵母で発現させられなかったCesGH6の遺伝子について、細胞外分泌シグナルの切断位置を変更したDNA配列を作製し直した。そして、GH6-1の遺伝子も合成して酵母で異宿主発現できるかを試したが生産されなかったため、同様に細胞外分泌シグナルの切断位置を変更したDNA配列を作製し直した。また、次年度に計画していたCesGH6やGH6-1の結晶構造解析実験に向けて、予備実験として構造が類似したタンパク質であるGH6を用いて結晶のサイズや質が改善する場合があると言われている添加剤のスクリーニングを行い、相性の良い化合物を調べた。また、マイクロ透析法によって拡散速度を制御しながら結晶を成長させられる条件を検討した。