超好熱菌を用いた真核生物の起源に関する研究

利用超嗜热菌研究真核生物的起源

基本信息

批准号：
08257212
负责人：
今中忠行
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

超好熱菌(Hyperthermophilic archaea)はその生育環境の特殊性から原始生命体に最も近い生物と考えられている。我々は鹿児島県小宝島より超好熱菌Pyrococcus属KOD1株を分離し、そのゲノムの大きさ(2036kb)が大腸菌のゲノムサイズ(4,700kbp)の半分以下であり、遺伝情報の高密度な濃縮が起こっていることを明らかにした。さらにKOD1株の遺伝子の推定アミノ酸配列を既知の遺伝子と比較検討したところ、転写、翻訳といった遺伝子発現の根幹をなす遺伝、蛋白質群は真核生物と高い相同性が認められた。KOD1株のRNA合成酵素のサブユニット構造は原核生物のタイプ(α、β、β、‘σ)とは異なり、真核生物の酵素のように10種類以上の複雑なサブユニットで成り立っていた。翻訳に関与するアミノアシルtRNA合成酵素も活性に関与する領域は真核生物の酵素と高い相同性を示した。蛋白質安定化因子でもある分子シャペニロンなども真核生物のカウンターパートであるTCP‐1(t‐complex polypeptide‐1)と酷似していた。このように超好熱菌の生命活動の根幹は真核生物型酵素・蛋白質でなされていると思われる。一方、ABCファミリーなどの膜透過系酵素やアミノ酸合成系・エネルギー代謝系の酵素などで細菌型酵素の特徴が確認された。例えばアンモニア同化系の中心的な酵素であるグルタミン合成酵素(GS),グルタミン酸脱水酵素(GDH)は細菌の酵素と類似した一次構造を有していた。特に、KOD1株のGDH,GSはそれぞれ6量体、12量体を構成し、高次構造的にも細菌型が保存されていた。KOD1株から精製された2種類のアミラーゼは、いずれも細菌型アミラーゼの保存配列を有していた。その他、細菌に特徴的なビタミンB12の合成に関与する酵素であるコビル酸合成酵素の遺伝子もKOD1株から取得された。

由于其特殊的生长环境，过度嗜好的古细菌被认为是最接近原始生命形式的生物。我们将超级热情的热情kod Kod Kod与Kagoshima县，Kagoshima县分开，基因组的大小（2036KB）少于大肠杆菌（4,700 kbp）的一半，而遗传信息的高密度浓度是遗传信息的高密度浓度。我揭示了正在发生的事情。此外，当将KOD1库存基因的估计氨基酸序列与已知基因进行比较时，对学生和高同源性的基因表达的遗传（例如转录和翻译）的遗传得到了认可。与原代生物学（α，β，β，σ）的类型不同，KOD1菌株的RNA合成酶的子单位结构是由10或更复杂的亚单位组成的，例如真核生物的酶。翻译中涉及的氨基酰基tRNA合成酶的区域显示出与天然生物酶的高产。也是蛋白质稳定因子的分子碎菜，也与TCP -1（t -complex多肽-1）非常相似，这是天然生物的对应部分。这样，超级真菌的重要活性的核心似乎是用锚固生物学酶和蛋白质来完成的。另一方面，细菌酶的特征通过膜 - 渗透性（例如ABC家族，氨基酸合成和能量代谢代谢酶）证实。例如，谷氨酰胺合成酶（GS），谷氨酸液压酶（GDH）是氨气同化的中心酶，具有类似于细菌酶的主要结构。特别是，KOD1的GDH和GS共享六和12量，细菌类型保留在较高的阶结构中。从KOD1共纯化的两种类型的淀粉酶具有保守的细菌淀粉酶序列。此外，还从KOD1菌株中获取了与维生素B12合成的核酸合成酶的基因。