ルーメンバクテリア,Streptococcus bovisのピルビン酸キナーゼの特性とその役割

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  • Properties and role of pyruvate kinase in a ruminal bacterium, Streptococcus bovis

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抄録

代表的なルーメン菌の一つであるStreptococcus bovisの発酵と増殖の調節についての基礎的知見を得ることを目的として、解糖系の鍵酵素の一つであるピルビン酸キナーゼ（PYK）に着目し、その酵素学的特性について調べた。PYKをコードする遺伝子をクローニングし、大腸菌に生成させたヒスチジンタグ融合PYK、およびS.bovisから直接精製したPYKを実験に供した。その結果、S. bovisは1種類のPYKしか持たないと考えられた。そのPYKは、フルクトース1、6－ビスリン酸よりもグルコース6－リン酸（G6P）により大きく活性化された。ホスホエノールピルビン酸に対するPYKの親和性は、G6P濃度の影響をほとんど受けなかった。PYK活性には、Mg（2＋）とMn（2＋）のどちらか一方、およびK（＋）とNH4（＋）のどちらか一方が要求された。S.bovisのPYKの至適pHは7.0であり、至適温度は50℃であった。PYKは種々のヌクレオシド二リン酸をリン酸受容体として利用することができたので、菌体内ではATPだけでなく、GTP、ITP、UTPなどの生成にもPYKが利用されると考えられた。PYK活性は無機リン酸イオンによって大きく阻害されたが、その阻害はG6Pの添加により回復した。グルコースを基質とする培地でS.bovisをバッチ法で培養したところ、対数増殖後期以降、増殖速度が低下していくにつれて、菌体内のリン酸イオン濃度が増加し、G6P濃度が減少した。一方、PYK比活性、すなわち菌体量あたりのPYK量は、大きくは変化しなかった。従って、菌体内のPYK活性は、酵素量よりも菌体内のリン酸イオンとG6Pの濃度に大きく依存すると思われる。

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