細菌由来の高活性 RuBiCOの精製と性質

既知の独立栄養生物中で最大の増殖能を持つことから高い炭酸固定酵素活性が期待される高温性水素細菌Pseudomonas hydrogenothermophilaより、炭酸固定酵素リブロース-1、5-二リン酸カルボキシラーゼ・オキシゲナーゼ(RuBisCo、EC.4.1.1.39)を精製した。独立栄養条件下で生育した本菌の菌体破砕液から、硫安塩析およびしょ糖密度勾配遠心による分画、DEAE-セルロースDE-52、MONO-Q、トヨパールHWー65Sの各種クロマトグラフィーによって本酵素を精製した。精製酵素は分子量が約520kであり、分子量約55KのLサブユニットと約16KのSサブユニットよりなり、植物由来のRuBisCoと同じL_8S_8構造をとるものと考えられた。比活性は最大10μmol CO_2 fixed/mg/proteinと、期待通りL_8S_8型のRuBisCoとしては非常に高いものであった。また高温菌由来の本酵素は、70℃、30分熱処理後の残存活性が約90%と、RuBisCoとしては最も高い熱安定性を有していた。HCO_3^-、Mg^<2+>およびRuBPに対するKm値は、それぞれ0.23mM、1.18mMおよび0.97μmであり、特にRuBPに対する親和性の高さが示された。次に、精製酵素をSDS-PAGEによってLおよびS両サブユニットに分離後、気相アミノ酸シーケンサーによりLサブユニットのN末端から22番目アミノ酸残基を決定した。得られたシーケンスは、緑藻の一種であるAnacystis niduransとの相同性が高く(約70%)、高等植物であるホウレンソウとも約50%の相同性を示した。現在、以上の結果をもとに、A.niduransのLサブユニット構造遺伝子、および精製酵素LサブユニットのN末シーケンスをもとに合成した17merのオリゴヌクレオチドをプローブとしてP.hydrogenothermophilaのRuBisCo遺伝子のクローニングを試みている。

既知の独立栄養生物中で最大の増殖能を持つことから高い炭酸固定酵素活性が期待される高温性水素細菌Pseudomonas hydrogenothermophilaより、炭酸固定酵素リブロース-1、5-二リン酸カルボキシラーゼ・オキシゲナーゼ(RuBisCo、EC.4.1.1.39)を精製した。独立栄養条件下で生育した本菌の菌体破砕液から、硫安塩析およびしょ糖密度勾配遠心による分画、DEAE-セルロースDE-52、MONO-Q、トヨパールHWー65Sの各種クロマトグラフィーによって本酵素を精製した。精製酵素は分子量が約520kであり、分子量約55KのLサブユニットと約16KのSサブユニットよりなり、植物由来のRuBisCoと同じL_8S_8構造をとるものと考えられた。比活性は最大10μmol CO_2 fixed/mg/proteinと、期待通りL_8S_8型のRuBisCoとしては非常に高いものであった。また高温菌由来の本酵素は、70℃、30分熱処理後の残存活性が約90%と、RuBisCoとしては最も高い熱安定性を有していた。HCO_3^-、Mg^<2+>およびRuBPに対するKm値は、それぞれ0.23mM、1.18mMおよび0.97μmであり、特にRuBPに対する親和性の高さが示された。次に、精製酵素をSDS-PAGEによってLおよびS両サブユニットに分離後、気相アミノ酸シーケンサーによりLサブユニットのN末端から22番目アミノ酸残基を決定した。得られたシーケンスは、緑藻の一種であるAnacystis niduransとの相同性が高く(約70%)、高等植物であるホウレンソウとも約50%の相同性を示した。現在、以上の結果をもとに、A.niduransのLサブユニット構造遺伝子、および精製酵素LサブユニットのN末シーケンスをもとに合成した17merのオリゴヌクレオチドをプローブとしてP.hydrogenothermophilaのRuBisCo遺伝子のクローニングを試みている。