末端酸化酵素の基質酸化特異性とプロトン輸送能の研究

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bo_3型シトクロムオキシダーゼ この酵素はヘムBとOのほか少量のヘムAを含みこの菌のシトクロムc-551を高い親和性で速く酸化することができるので(Km=0.2uM,Vmax=190s^<-1>)、この酵素は2つのサブユニット(56と20kDa)からなるが、その一次構造から見ても、グラム陰性非プロテオバクテリアのThermus thermophilusのba_3型酸化酵素と類似している。これら2つのb(o/a)_3型酸化酵素のサブユニットIIには、古細菌Sulfolobus acidocaldariusで同定されたSoxABCDキノール酸化酵素のそれとともに膜貫通a-ヘリックスが1本しかない(他のほとんどのヘム銅オキシダーゼは2本)。この好熱性バシラスのシトクロムbo_3をふくむsoxBグループは系統樹の上で,おおくのaa_3型のオキシダーゼがふくまれるsoxM型やNO還元酵素との類似性をしめすfixN型とは異なる独自のサブグループを形成する。.B.stear other mophilus野生株K-1041に酵素のオペロンを持つプラスミドを形質転換したところ1-2nmol/mg proteinの本酵素が発現された。また同様のオペロンを持つ大腸菌プラスミドを大腸菌で発現させたところ、1〜2nmol/mg proteinの酵素が発現された。前者にはシトクロムcオキシダーゼ活性があったが後者にはなかったので、前者から精製をすすめ、DEAEセルロースとハイドロキシアパタイトカラムによりほぼ純粋にした。このbo_3型オキシダーゼは2個の基質結合部位を持ち、その高親和性部位にシトクロムc-551を特異的に結合する。一方、低親和性部位の基質特異性は低い。また、低いながらもH^+ポンプ活性を検出することができた。変異シトクロムc-551 このbo_3型オキシダーゼの本来の基質であるシトクロムc-551部位特異性変異を導入し、5種の変異シトクロムc-551を発現し、これらを精製した。ctaA遺伝子 B.stear other mophilusのcaa_3型オキシダーゼの構造遺伝子の上流反対ストランドにあるctaAを大腸菌で発現、ヘムOオキシゲナーゼであることを示した。cb型オキシダーゼ 第三のヘムー銅オキシダーゼであるcb型オキシダーゼをHelicobacter pyloriから精製しその性質を調べた。