カロテノイドの新機能:膜蛋白の機能モジュレーター

カロテノイドは黄-赤色の共役2重結合鎖を持つ疎水性の色素で広く自然界に分布しており、近年、免疫系増強と抗腫瘍の活性を持つことが多くの研究者により報告されてきた。これらの活性はカロテノイドのプロビタミンA活性か抗酸化作用に基づくものと考えられてたこともあったが、プロビタミンA活性の無いカロテノイドでもそれらの活性が観測できたこと、抗酸化作用と抗腫瘍活性の間に相関が無いことなどより、未知の型のカロテノイドの作用、例えば、カロテノイドがその疎水性から膜系に多く存在することから、膜蛋白に対しての作用などが推測されてきた。光駆動の塩素イオンポンプであるハロロドプシンは膜7回貫通型蛋白質ファミリーに属し、光誘起の構造変化(この構造変化が塩素イオンをポンプする)を分光学的に時間軸上で観測できる。ハロロドプシンを産生する好塩性の古細菌の持つC_<50>カロテノイド(バクテリオルベリン)がこの構造変化を6倍速くし、その機能を促進していることを、変異株を用いた測定とバクテリオルベリンの再構成実験から明らかにしてきたがその作用は精製したハロロドプシンでは観測できないことが詳細な研究のさまたげになっている。数年前から私は新しい好塩菌を天日塩から単離してきた。その中からカロテノイドと相互作用していると考えられるバクリテオロドプシンを産生する新規の高度好塩菌を得た。カロテノイドの作用を見るため、カロテノイド欠損株を単離した。今年度は単離に時間がかかったので、予備的なデータしか取れなかったが、前述のハロロドプシンで観測されたのと同様なフォトサイクルへの作用が観測された。この系はカロテノイドとバクテリオロドプシンが結合したまま単離できるという長所を有し、S/Mの良いデータが得られることが解った。

カロテノイドは黄-赤色の共役2重結合鎖を持つ疎水性の色素で広く自然界に分布しており、近年、免疫系増強と抗腫瘍の活性を持つことが多くの研究者により報告されてきた。これらの活性はカロテノイドのプロビタミンA活性か抗酸化作用に基づくものと考えられてたこともあったが、プロビタミンA活性の無いカロテノイドでもそれらの活性が観測できたこと、抗酸化作用と抗腫瘍活性の間に相関が無いことなどより、未知の型のカロテノイドの作用、例えば、カロテノイドがその疎水性から膜系に多く存在することから、膜蛋白に対しての作用などが推測されてきた。光駆動の塩素イオンポンプであるハロロドプシンは膜7回貫通型蛋白質ファミリーに属し、光誘起の構造変化(この構造変化が塩素イオンをポンプする)を分光学的に時間軸上で観測できる。ハロロドプシンを産生する好塩性の古細菌の持つC_<50>カロテノイド(バクテリオルベリン)がこの構造変化を6倍速くし、その機能を促進していることを、変異株を用いた測定とバクテリオルベリンの再構成実験から明らかにしてきたがその作用は精製したハロロドプシンでは観測できないことが詳細な研究のさまたげになっている。数年前から私は新しい好塩菌を天日塩から単離してきた。その中からカロテノイドと相互作用していると考えられるバクリテオロドプシンを産生する新規の高度好塩菌を得た。カロテノイドの作用を見るため、カロテノイド欠損株を単離した。今年度は単離に時間がかかったので、予備的なデータしか取れなかったが、前述のハロロドプシンで観測されたのと同様なフォトサイクルへの作用が観測された。この系はカロテノイドとバクテリオロドプシンが結合したまま単離できるという長所を有し、S/Mの良いデータが得られることが解った。