【生化学】マリアナ海溝の底に生きる深海生物の酵素タンパク質の耐圧性のメカニズム　たった1個のアミノ酸の違いで酵素の耐圧性が変わる

1 ：もろ禿HINE! ★＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 07:28:33.12 ID:CAP_USER.net

マリアナ海溝の底に生きる深海生物の酵素タンパク質の耐圧性のメカニズム〜たった1個のアミノ酸の違いで酵素の耐圧性が変わる 〜 | 立教大学
http://www.rikkyo.ac.jp/news/2016/02/17404/
http://www.rikkyo.ac.jp/news/pic-news160219_001.pdf


立教大学大学院理学研究科生命理学専攻の濱島裕輝特別研究員、山田康之教授らは、国立研究開発法人海洋研究開発機構との連携大学院の枠組みの中で、
同機構の加藤千明シニアスタッフ（立教大学客員教授）、名古屋大学シンクロトロン光研究センター、広島大学との共同研究チームによって、
世界最深のマリアナ海溝のチャレンジャー海淵（水深10,898 m）で発見された絶対好圧菌シュワネラベンティカ（DB21MT-2株）の生育に必須なタンパク質である
イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素（IPMDH）について、水深１万メートルの水圧（1,000気圧）でも機能を失わない耐圧性のメカニズムを解明しました。

深海の高水圧に耐えて生息する生物は、耐圧性タンパク質を保有していることが知られていましたが、そうしたタンパク質の圧力耐性のメカニズムは不明でした。
今回共同チームが研究したIPMDHは、生物に必須なアミノ酸であるロイシンの生合成過程で働く酵素タンパク質です。
アメリカのオナイダ湖で分離された常圧菌シュワネラオネイデンシス（MR-1株）と絶対好圧菌シュワネラベンティカのIPMDHでは、両者のアミノ酸配列や立体構造はほとんど同じですが、
前者は1,000気圧では活性が70%程度まで減少するのに対して、後者は95%以上の活性を維持します。

共同研究チームでは、常圧菌のIPMDHについて、高圧装置（ダイヤモンドアンビルセル）とシンクロトロン放射光の高エネルギーで強いＸ線を用いて構造解析を行い、
圧力によってIPMDHの活性部位の裏側に水分子がクサビのように割込んで行く様子を発見しました。
その水分子の場所を比較すると、266番目のアミノ酸が常圧菌ではセリンであるものが、絶対好圧菌ではアラニンに変わっていました。
そこで常圧菌のIPMDHのセリンをアラニンに置き換えた人工変異型IPMDH（S266A）を作製して耐圧性を調べたところ、深海生物並の耐圧性を獲得していました。
また、逆に深海生物のIPMDHのアラニンをセリンに置き換えると耐圧性を失いました。
すなわち、IPMDHの全体で364個のアミノ酸のうち、たった１つのアミノ酸の違いで深海型酵素が陸上型酵素になり、逆に陸上型酵素が深海型酵素になる事が明らかとなりました。
これまで、深海生物のタンパク質の耐圧性の獲得は複雑な要素が絡み合って実現されていると考えられてきましたが、
意外なことにたった１つのアミノ酸の違いのレベルで実現されていることが分かりました。

これらの結果は、深海生物のタンパク質の耐圧性の不思議の解明のみならず、例えば有用酵素の工業利用のための高耐圧性付与などの利用への展開が期待されます。
本研究成果は、科学雑誌「Extremophiles」（2月8日付、電子版）に掲載されました。

2 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 07:29:42.98 ID:x5BVR6E0.net

ゆるキャラ、アミソタン、の誕生である。

3 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 07:43:54.00 ID:KOx92rqM.net

家事育児を「やっているつもり」の旦那へ見せた執念の分担図
https://t.co/VywaxUIh7T

ぇ

4 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 07:50:05.89 ID:eIxq46Ui.net

六つ　無理やりふさぎたい
マリワナ海溝をちんちんで
ちんこもみもみ も〜みもみ
ちんこもみもみ も〜みもみ

5 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 09:09:45.08 ID:h0uFAGza.net

(´・ω・｀)こういうのってシミュレーションで計算から割り出せないの？
たぶんスパコン使うと簡単に分かるんだろうけど些末な研究ひとつひとつにはスパコン使えないんだろうね
なんていうかスパコンをたくさん作ってこういう細かい研究にも気軽に使えるようにすれば相乗効果でものすごく科学が発展する気がする

6 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 09:30:50.85 ID:MAyZ2xp+.net

細菌みたいな原始的な生物でも364個もアミノ酸使ったタンパク質の酵素でアミノ酸合成するんだな〜。

生き物ってのは凄いもんだね。

7 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 09:47:19.44 ID:qrPei7Ee.net

>>5
シミュレーションは条件を決めてどうなるかを予測する技術
今回の例で言えば、ここをこう変えたらいいかも？って適当に入れ換えてみたりはできるだろうけど、
どこをどう変えればどうなるって予測ができないと使えない
今回の成果で耐圧性タンパクの仕組みの一端が判明したから類似構造の高圧耐性付与を考えるときにシミュレーションできるようになった

8 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 10:05:19.95 ID:4Z8xSJGB.net

1,000気圧オナホ作れやウォケ

9 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 10:57:21.89 ID:w0q4RCwd.net

人間も１万メートルの深海に素潜りできる時代が来るのか。

10 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 16:56:33.02 ID:5n5byHQv.net

酵素タンパク質で潜水艦を作ってアミノ酸をドバドバかけたら世界最強だな

11 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 17:53:04.37 ID:OSyal+u1.net

>>8
チンコがイトミミズになるぞ

12 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 18:13:57.79 ID:lVgO2mfq.net

おれなんかもっと凄いぞ。
たった一つの元素の違いで人間に毒物か有用か変わることに気がついたぞ。

13 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 18:27:40.87 ID:SgNAlM9/.net

>>8
マリ穴開口！


ってか

14 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 18:30:46.42 ID:/HbqKW72.net

ウイルスのゲノムを覆っているタンパクの殻の壊れやすさも
意外と似たようなメカニズムかも知れませんね
壊れやすくへの展開ができれば道が開けるかも

15 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 19:03:19.20 ID:+ILFf0Cx.net

アラニンとセリンとの違いだけなのか

16 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 19:15:55.71 ID:lyAyecgL.net

絶対膣圧菌シュワネラベンティカに感染させると大変だってところまで読んだ。

17 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/24(水) 19:50:02.44 ID:Y+I8NIq2.net

▼理研、高級家具指定購入など問題発注＝STAP検証費9千万円超―検査報告

時事通信 11月6日(金)11時54分配信
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20151106-00000058-jij-soci

STAP細胞論文の不正問題で揺れた理化学研究所について、会計検査院は不当な入札で業者を指定して高級家具を購入したり、契約担当部署に無断で研究試料を購入したりといった不適切な会計を指摘した。

検査院によると、理研は2011年3月、神戸市の研究施設で使うイタリアブランドのいすやテーブル数十点を計954万円で購入。
入札を募りながら、実際には「座面と背もたれに計288個の穴があること」と指定し、ミリ単位で大きさを定めるなど、そのブランド以外を排除していた。

18 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/25(木) 02:51:39.71 ID:PsAmrGFh.net

これってすごい発見だと思うのだがなんでマスコミは騒がない？

19 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/25(木) 17:15:49.49 ID:tIa/HQCL.net

細菌やカビを培養する容器で、たとえば１年とか数年かけて徐々に
圧力を高めていって数十気圧などに達したときに、それでも死滅
せずに繁茂している株が残っていたら、それを分析すると、耐圧
的な突然変異を含む遺伝子が突然変位で生まれたものが生き残って
いるかもしれないな。

おなじように、猫じゃ猫じゃのように、長い年月をかけて
次第に培養タンクの温度を上げて培養を行なえば、生き残った
細菌などには、耐熱性を獲得したものができてたりしないか。

そうして、高温高圧でも機能する酵素を特定すれば、何か
良いことがあるかもしれない。低温、強酸性、強アルカリ性、。。。

しかし、食中毒菌がそのような高温高圧に耐える性質を獲得
したら、食品の防腐処理が難しくなるかもしれないな。

20 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/25(木) 17:37:50.67 ID:xX/u+Mmj.net

たった1個のアミノ酸だけど何か質問ある？

21 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/25(木) 18:58:54.07 ID:xMWTdhmX.net

>>5
タンパク質のような巨大分子での電子の挙動とか、たとえば高圧下での構造変化って
今のスパコンでも完全には計算できないのではないかな。
だからこの研究のように実際に高圧条件を再現できる装置の開発と、
それによる変化を測定する検出装置の開発により新たな発見があったのかと。

22 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/25(木) 20:02:21.99 ID:MrJ8ezGk.net

　　　　　　　　 /:::::,r'´ｶｯｼｰﾅ　ヽ:::::::::l, 　　　カッシーナ風呂！
　　　　　　　　l:::::::l_,,_　　　 _,,-‐-: :'l:::::::::l
　　　　　　..　ゝ::iｨ'"｀ﾞ`t‐l´￣~ﾞi､:.l:::::::::l
　　　　　　　　 ﾞﾋﾞ'--‐i　 ﾞ'‐-‐'': :`'´ i丿　　 ブレゲ！
　　　　　　　　　ﾞi　 　 `` 　 　 : : : ﾘﾉ 　　　　マタハラ！
　　　　　　　　　　ﾞi　 r--‐ｰｯ　: :r､ノ 　　　　　穴ルプレイ！　　　　
　　　　　　　　　..　ﾞi　｀`''''"´　: :/::l'"
　　　　　　　　　　.　ﾞi､,＿＿＿／: :l_　　 　　　　　　　
　　　　　　　　,　 ´　　 ｀ − ´　　　　｀　、　　　　　　 　　　　|　|
　　　 　 　 ／　　　 　 　 　 　 　 　 　 　 ヽ　　　　　 　 　 　 |　|
　　　　　 /　　　　　　　　　　　　　　　　　　'、　　　　　 　 　 |　|
　　　　　ｌ /　　　　　　　　　　　　　　　　　　 '、.　 　 　 　 　 |　|
　　　 　 | l　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　'、. 　 　 　 　 |　|
　　　　　ｌ l　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　､.　 　 　 　 |　|
　　　 　 !　ヽ─‐ ´　　　　｀ ー　 ＿_　 、　 　 　 ヽ,　.　..　 . |　|
　　　　 l　 /　　　　　　　　　　　　　　 　 ト 、　　　 ヽ、....... . | ├─────
　 　 　 l　/　　　　　　　　　　　　　　　　 {　 ＼　　　　ヽ､. 　.|　|　　　f⌒
　 　 　 l　!　　　　　　　　　　　 　 　 　 　 l　　　ヽ、　　　 ｀ニづ　　 　 ｰ ′
　　　　ｌ　l　　　　　　　　　　　　　 　 　 　 l　 　 　 ｀　ー ､＿| ├─────
　　 　 ﾉ　l　　　　　　　　　　　　　　　　　 l　 　 　 　 　 　 　 | ├─────
　　　/　　,ﾄ､､ _　　丶　　　　　　 　,　,　彳　　　　　　　　　　|　|
　　 /　　/ ｝｀　ｰ　=　_ −= ＝ ' ´' ´　　l 　 　 　 　 　 　 　 |　|
　　/　　/ /ヽ、　　　 ||　　　　　　_,　-─｛　　　　 　 　 　 　 |　|
　 { ｕ l l /　　 ｀ヽ、　|ﾄ､、　 , ‐ ´　　　 　 l　　 　 　 　 　 　 |　|
　 ヽ ﾘﾘ'/　　 　 　 ヽ｣|　｀Ｙ´　　　　　　　　l　　　 　 　 　 　 |　|
　　 ￣ l　 　 　 　 　 ｀ァ‐１　　　　　　　　　l　　　　　　　　　|　|
　　　　l 　　　　　　　 /　　 l　　　　　　　　　l　　　　 　 　 　 |　|

23 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2016/02/28(日) 07:55:24.47 ID:d2hcG3fE.net

たった１個っアミノ酸の違いで耐圧性が変わるなんて面白いなあ。