Zymomonas　mobilis呼吸鎖の解析と高エタノール発酵株育種への応用

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本研究課題はエタノール発酵細菌Zymomonas mobilisの呼吸鎖の呼吸以外の新規生理機能を明らかにするものである。前年度までにこの呼吸鎖が塩耐性にかかわっていることを初めて明らかにすることができた。さらにメカニズムとして、この呼吸鎖は細胞内の酸化還元バランス（NAD＋とNADHのバランス）の維持に寄与していることを証明し、論文として発表した。しかしながらここで新たな疑問が生じた。すなわちZ. mobilisはリュウゼツランという植物の蜜から単離された微生物であり海洋性微生物ではないため、NaClやKClなどの塩を含んだ環境にさらされることは、通常ではありえない。つまりこの呼吸鎖には、まだ別の重要な生理機能を有する可能性が強く示唆された。そこでこれまでの解析では電子伝達酵素（複合体Iや末端酸化酵素）を中心に解析していたが、呼吸鎖の最も重要な部分はATPを合成する（Z. mobilisの場合は分解）複合体Vであるとも考えられるため、複合体Vに関して解析を試みた。先ず複合体Vの遺伝子欠損株の取得を行うために、複合体V中で最も重要な構成因子であるベータサブユニット（ATP合成酵素サブユニット）の破壊を目指した。同時に、最近複合体Vのベータサブユニットが細胞内で比較的多くタンパク質発現しているとの報告がなされたため、二次元電気泳動により細胞内可溶性タンパク質を高精度に分離し、その中で複合体Vのベータサブユニットの特定を試みた。その結果、破壊株の取得は現在進行中であるが、二次元電気泳動のゲル上におけるベータサブユニットの同定には成功した。今後は二次元電気泳動を用いたベータサブユニットの発現プロファイルの解析と破壊株の表現型を評価することで、複合体Vの機能の解析、ひいてはZ. mobilis呼吸鎖の未知生理機能の解明を行う。