木材腐朽菌のフェニルアラニンアンモニアリアーゼの発現機構の解明

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木材腐朽菌Phanerochaete chrysosporiumより、フェニルアラニンアンモニアリアーゼ(PAL)を抽出し、培地条件がPAL活性に及ぼす影響、さらに、二次代謝産物ベラトリルアルコール(VA)生合成とPAL活性との関連、PAL活性とリグニン分解酵素(リグニンペルオキシダーゼ)との関連を調べた。PALおよびリグニンペルオキシダーゼは、培地中の炭素源、窒素源のどちらか一方を減少させた培地(HC-LN培地:Kirk基本培地に、グルコース2%(w/v)酒石酸アンモニウム1.2mMを含む、又は、LC-HN培地:Kirk基本培地に、グルコース0.2%(w/v),酒石酸アンモニウム12mMを含む。)でのみ活性が得られ、同培養条件でのみ、VA生合成が観察された。最大PAL活性(58.2pkat/flask)は、LC-HN培地で得られた。一方、HC-LN培地においては、菌体成長速度が減少した培養4日めから10日めにわたって高いPAL活性が観察され、その間、リグニンペルオキシダーゼ活性、VA生合成量は低かったが、培養12日めにリグニンペルオキシダーゼ活性、VA生合成が活発化すると同時に、PAL活性の減少が観察された。類似した現象は、LC-HN培地でも観察された。以上のことから、次の3点が明らかとなった。1.P. chrysosporiumのPALは二次代謝で発現する。2.PAL活性と、培地に蓄積したVA量は、同時期に増加しない。3.P. chrysosporiumのPALはL-フェニルアラニンが培地中に存在しなくても生産される。