必須・有害重金属の分別認識を目的としたフィトケラチンの生合成調節機構の解析

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重金属抱合ペプチドであるフィトケラチン(PC)の重金属に対する高い親和性と重金属認識機能を利用すれば,有害重金属の高感度環境モニタリングシステムの開発が可能である。そこで本研究では、このようなシステムの構築のための基礎情報を得るために、海産性微細藻類におけるPC生合成系に対する重金属処理条件の影響について検討し、その調節機構について考察を試みた。有害重金属の環境モニタリングの材料として有用な微細藻類を用いて種々検討を行った結果、以下のような知見が得られた。1)海産性緑藻であるDunaliella tertiolectaは高いPC合成能を持ち、一般にPC合成誘導能が最も高いカドミウムよりも亜鉛で処理した場合の方がPC合成量が高く、また重金属に対する結合能が大きい高重合度のPCをより多く合成することが確認された。2)本株においては、PC合成量が時間経過とともに上昇してもその合成其質であるglutathioneの細胞内レベルは変化しなかった。また、さらに上流のcysteineとγ-glutamylcysteineのレベル、さらにはγ-glutamylcysteine、GlutathioneおよびPC合成酵素活性についても大きな変化は認められなかった。この結果から、重金属処理によってPCの合成とともにglutathioneの合成も促進され、この促進はさらに上流のcysteineの合成系が活性化されたことによるものであることが示唆された。上記の基礎的検討により、D.tertiolectaにおいては重金属処理によって特異的にPC合成およびその中間体合成が促進されることが示された。このような本株の重金属に対する応答性は、有害重金属の環境モニタリングへ利用可能な機能と考えられる。