マラリア原虫における非メバロン酸経路の解明

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非メバロン酸経路はマラリア原虫がイソペンテニル二リン酸(IPP)を生合成する唯一の経路である.IPPはコレステロールに代表されるテルペノイドの前駆物質であり,ヒトやマラリア原虫にとって重要な化合物である.ヒトはIPPをメバロン酸経路で生合成するため.この差異を利用した新たな抗マラリア薬の開発が有望視されている.昨年度までの研究により,マラリア原虫の非メバロン酸経路を構成する遺伝子のクローニングを終え,第二段階および第五段階をそれぞれ触媒する酵素PfIspCおよびPfIspFの発現・精製に成功している.本年度はPfIspCの酵素反応速度解析を実施し,その性状を解析した.PHspCは二量体酵素であり,これまでに報告されている他生物由来のIspCよりも低いんk_<cat>(0.2s^<-1>)と,補酵素NADPHに対する低いK_m(1μM未満)を示すことを明らかにした.さらに,それに続く反応を触媒するPfIspDおよびPfIspEを得ることにも成功した.これらはコドンバイアスが問題となって大腸菌に作らせることができなかったものである.今回,酵母および昆虫細胞の系でも発現を試みたが,いずれでも目的タンパクを得ることはできなかった.そこで,コドン使用頻度を大腸菌に合わせた塩基配列を設計し,PfIspDで2.2kb, PflspEで1.6kbのDNAを人工合成することで,大腸菌でのタンパク産生に成功した.精製したPfIspDを用いて,2C-メチルエリスリトール4リン酸シチジリルトランスフェラーゼ活性を測定したものの,有意な活性は検出されなかった.PfIspDが活性を発揮するのに必要な条件を明らかにすることで,マラリア原虫酵素の特徴が解明され,新規抗マラリア薬の開発に有用な知見が得られると期待される.