超好熱古細菌の炭酸同化酵素および電子伝達系成分の分子構造比較に基く系統解析

基于超嗜热古菌碳酸同化酶和电子传递系统组分分子结构比较的系统发育分析

• 批准号: 07740658
• 负责人: 伝田 公紀
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740658/
• 关键词: 超好熱菌; Pyrobaculum islandicum; 炭酸同化酵素; フェレドキシン; 系統進化; 独立栄養生物

超好熱菌は原始生化学反応を推し量る格好の材料であり、特にその酸化還元反応を司る電子伝達系の構造機能相関の究明は、生物のエネルギー代謝の共通原理を理解するうえで重要と考えられる一方、これまで効率よい培養法が確立されにくい調達困難な研究対象だった。ところが、最近申請者らの開発した系によって簡易な装置で充分な細胞量が安定に得られるようになった。そこで本研究は、超好熱菌と原始生物からの初期系統との関連を知る有力な手掛かりを得るため、まず超好熱性古細菌の一種であるPyrobaculum islandicumに存在する電子伝達系蛋白(フェレドキシンならびにヘムを補欠分子族として含むチトクロムb)の単離同定とその解析を行った。精製蛋白をEPR解析し金属定量を行った結果、この超好熱菌のフェレドキシンは独特な3Fe-4S型鉄イオウクラスターを含むことが明らかになった。さらに、全一次構造を解析するため、精製標品をトリプシンおよびV_8プロテアーゼで分解して分画したのちそれぞれのペプチドを解析し現在50残基以上を決定した。他方、チトクロムbは分子量82Kのヘテロダイマー構造をとることがわかった。ピルビン酸2-ケトグルタル酸を基質として、2-オキソ酸フェレドキシンオキシドレダクターゼがフェレドキシンと電子の授受を行うというこの古細菌特有の電子伝達経路を示唆する間接証拠も得られた。今後は、精製酵素のペプチド配列および構造既知の保存された配列情報に基き、PCR法によるチトクロムbの遺伝子をクローニングすると同時に、Rubisco遺伝子を単離することによりこの超好熱菌の進化的位置ならびに炭酸固定反応の作用機構を検討する予定である。

The study on the structural function of electron transfer system related to the original biochemical reaction of super thermophilic bacteria is very important to understand the common principle of biological metabolism. The most recent application was for a simple device with sufficient cell mass for stability. This study is aimed at analyzing the identity of electron transfer protein (ETP), a member of Pyrobaculum islanicum, which is a species of superthermophilic archaea, in order to understand the relationship between the early systems of superthermophilic bacteria and primitive organisms. Refined protein EPR analysis of metal quantitative analysis results, this super good thermal bacteria, such as 3Fe-4S type iron, iron, The first order structure analysis was carried out on the purified standard, and the final analysis was carried out on the purified standard with more than 50 residues The molecular weight of the compound is 82K. The 2-amino acid substrate, 2-amino acid substrate, and electron transfer pathway unique to archaea are indirectly evidenced by the presence of a 2-amino acid substrate. In the future, we will discuss the location of the evolution of the purified enzyme and the mechanism of action of the carbon-acid immobilized reaction based on the sequence information of the purified enzyme and the PCR method.

项目成果

Denda.K.et al.: "Characterization of chimeric heme-copper respiratory oxidases using subunit I of Escherichia coli cytochrome bo and Halobacterium salinarium cytochrome aa_3" Biochem. B; ophys. Res. Comniun.217. 428-436 (1995)

Denda.K.等人：“使用大肠杆菌细胞色素 bo 和盐杆菌细胞色素 aa_3 的亚基 I 来表征嵌合血红素铜呼吸氧化酶”Biochem。

Okuda,Y.et al.: "Cloning and Sequencing of a new member of tetratricopeptide protein family from Magnetosomes of Magnetospirillum magnetotacticum." Gene. (in press). (1996)

Okuda,Y.等人：“来自磁螺菌磁磁体的四三肽蛋白家族新成员的克隆和测序。”