植物の脂肪酸不飽和化酵素の生化学的研究

植物脂肪酸去饱和酶的生化研究

• 批准号: 05740490
• 负责人: 和田 元
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05740490/
• 关键词: 脂質; 脂肪酸; 生化学; 不飽和化酵素; ラン藻

高等植物やラン藻の脂肪酸不飽和化酵素は、生体膜を構成している膜脂質に結合した脂肪酸の不飽和化(二重結合を導入)を触媒し、生体膜の物理的性質(流動性など)の調節において重要な機能を担っている。本研究では、ラン藻Synechocystis PCC6803のDELTA12不飽和化酵素の生化学的性質を明らかにするために、同酵素の遺伝子(desA)を不飽和化酵素を全く持たない大腸菌に導入して同酵素を大量に合成させ、この大腸菌のホモジェネートを用いて同酵素の生化学的な解析を行った。また、この不飽和化酵素および同ラン藻のomega3不飽和化酵素の間で保存されているアミノ酸残基を部位特異的に変異させ、それらの変異のDELTA12不飽和化酵素の活性に及ぼす影響を調べ、同酵素の活性中心や鉄との結合部位などの同定も行った。以下にこれまでに得られた研究の成果を要約する。1.この酵素は、活性発現のコファクターとして酸素および鉄イオンを要求することが明らかとなった。2.DELTA12不飽和化酵素とomega3不飽和化酵素の間で保存されている5つのヒスチジン残基(DELTA12不飽和化酵素の90,109,129,287および290番目の残基)をアルギニンに変えると活性が全く無くなることから、これらのヒスチジン残基が活性発現において重要な機能を担っていることが明らかとなった。3.上記のヒスチジン残基のうち109番目と287番目の残基は、鉄との結合に関与していることが示唆された。4.99番目のアミノ酸残基であるリジンをグルタミン酸に変えると、フェレドキシンを電子供与体として用いた時の活性が無くなることから、このアミノ酸残基がフェレドキシンとの結合に関与していることが示唆された。

高等植物和蓝细菌的脂肪酸去饱和酶催化与构成生物膜的膜脂结合的脂肪酸的去饱和(双键的引入)，并在改善生物膜的物理性质(流动性等)中发挥重要作用。的监管在本研究中，为了阐明来自蓝藻集胞藻PCC6803的DELTA12去饱和酶的生化特性，我们将该酶的基因(desA)导入到不具有任何去饱和酶的大肠杆菌中，并进行大量生化合成。使用大肠杆菌匀浆进行分析。我们还对这种去饱和酶和蓝藻 omega3 去饱和酶之间保守的氨基酸残基进行了位点特异性突变，并研究了这些突变对 DELTA12 去饱和酶活性的影响。研究人员还确定了该酶的活性中心和铁结合位点。迄今为止获得的研究结果总结如下。 1.据揭示，该酶需要氧和铁离子作为辅助因子来表达其活性。 2.将DELTA12去饱和酶和omega3去饱和酶之间保守的5个组氨酸残基（DELTA12去饱和酶的残基90、109、129、287和290）改变为精氨酸，完全消除了活性。这些结果表明这些组氨酸残基在表达中发挥重要作用。的活动。 3.在上述组氨酸残基中，残基109和287被认为参与与铁的结合。当第4.99个氨基酸残基赖氨酸变为谷氨酸时，铁氧还蛋白用作电子供体时的活性被消除，表明该氨基酸残基参与与铁氧还蛋白的结合。