酵母の脂肪酸不飽和化酵素の構造特性とその生成物質の作用機構の解明

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昨年度の研究では、S.cerevisiaeのOLE1蛋白質で認められるC16:0に対する基質優先性が105番目から257番目のアミノ酸残基の間の領域に依存していることが分かった。そこで、本年度はこの領域を再度細分化したキメラ酵素遺伝子を作製して、基質優先性に関与するアミノ酸残基を特定することを試みた。その結果、105-257領域を細分化したキメラ酵素遺伝子のうち、C末端側の17アミノ酸残基をS.kluyveriのOKE1蛋白質のものに替えたものでは同様の基質優先性が認められたが、それ以上のアミノ酸残基の変更はS.cerevisiaeのOLE1蛋白質にみられる基質優先性を失うことが分かった。このことから、S.cerevisiaeのOLE1蛋白質の基質優先性には、ヒスチジンクラスターの2つの保存領域を含む細胞室側の遊離した領域以外に、第一および第二膜貫通領域も必要であることが分かった。一方で、Sc-OLE1遺伝子高発現株つまり膜脂質中の16:1や18:1の割合が増加した株では、エタノール発酵において細胞の増殖速度とエタノール生成速度が野生株と比べて高くなることが分かっている。この原因を明らかにするために、それぞれの酵母の全可溶性蛋白質を二次元電気泳動法により分画して各蛋白質の量的変化を解析することで、16:1や18:1の割合の増加により高発現されている蛋白質を同定することを試みた。現在、さらに詳細な解析を行っているが、今までのところ、Sc-OLE1遺伝子高発現株では解糖系に関わる酵素群の幾つかが増加していることが分かってきており、これらのことが酵母の増殖とエタノール生成を向上させている原因のひとつであることが示唆された。今後はSc-OLE1遺伝子高発現により、どうして解糖系の酵素量が増加するのかを分子レベルで調べる予定である。