pp. Proteins and phospholipids involved in cold-adaptation of psychrotrophic bacteria Tatsuo Kurihara, Jun Kawamoto and Nobuyoshi Esaki Institute for Chemical Research, Kyoto University, Gokasho, Uji, Kyoto, Japan Shewanella livingstonensis Ac Richard Morita psychrophile psychrotroph psychrotolerant
G H S G H T S T G H Arg Lys Arg Arg Lys Arg α N C C α Pro α Pro Gly Met Methanococcoides burtonii Bacillus psychrosaccharolyticus Psychrobacter cryohalolentis K Psychrobacter articus - S. livingstonensis Ac S. livingstonensis Ac RNA RpoA GreA CspA TufB Efp LysU Tig OmpA OmpC FlgE FlgF RpoA GreA CspA RNA RNA Tig cis-trans OmpA OmpC OmpC
S. livngstonensis Ac a CspA P. cryohalolentis K S. livingstonensis Ac Arthrobacter globiformis SI cis-trans Shewanella sp. SIB M. burtonii P. articus - S. livingstonensis Ac
EPA S. livingstonensis Ac sn- EPA X CH CH NH X CH CH OH CH OH EPA S. livingstonensis Ac EPA LB LB EPA - - - -sn-- -EPA- PE S. livingstonensis Ac EPA EPA EPA EPA S. livingstonensis Ac EPA EPA EPA EPA EPA EPA EPA EPA EPA AEPA B EPA EPA Escherichia coli S. livingstonensis Ac S. livingstonensis Ac E. coli EPA EPA EPA sn- EPA Tm Tm
1 0 7 6 生化学 第8 1巻 第1 2号 図3 EPA を欠損した S. livingstonensis Ac1 0の形態学的特徴 A 野生株と EPA 欠損株の光学顕微鏡写真 右端は EPA 含有リン脂質添加培地で培養した EPA 欠損株 写 真の下の数字は菌体長 n 2 0 生育温度は6 B 野生株 a b と EPA 欠損株 c f の電子顕微鏡写真 b d f はそれぞれ a c e の枠内の拡大写真 a d は菌体の短軸に沿った断面 e f は長軸に沿った断面 生育温度は4 かった 未発表データ ゲル化しやすく流動性保持効果 え ら れ る S. marinintestina IK-1の EPA 含 量 は2 0 で 全 が小さいと考えられる脂肪酸でより顕著に EPA の代替効 脂 肪 酸 の1 7 5 で あ り30 S. livingstonensis Ac1 0の EPA 果が見られるという結果は EPA 含有リン脂質が膜流動 含量 4 で5 よりも多い EPA 含有リン脂質の濃度 性保持以外の機能を担う可能性を強く示唆するものといえ が高いことが過酸化水素耐性付与に重要である可能性も考 る えられ このような可能性について今後検討していくこと Shewanella marinintestina IK-1では EPA 欠損株が野生 が必要であろう 株に比べて高い過酸化水素感受性を示す EPA 含有リン EPA 含有リン脂質の酸化ストレス耐性付与以外の機能 脂質が活性酸素分子種の膜透過性を下げる効果をもつもの として 筆者らは EPA 含有リン脂質が特定の膜タンパ と考えられている 一方 S. livingstonensis Ac1 0に関して ク質と特異的に相互作用することでそれらの機能や安定性 は EPA 欠損による過酸化水素感受性の増大は認められな に影響を及ぼす可能性を考えている 筆者らは S. living- かった 未発表データ このような違いが生じる理由は stonensis Ac1 0の野生株と EPA 欠損株で膜タンパク質のプ 不明であるが EPA 含量の違いが一因である可能性は考 ロテオーム解析を行うことにより ポーリンタンパク質な 3 5
EPA EPA EPA EPA E. coli S. livingstonensis Ac S. livingstonensis E. coli EPA CspA bp β- pjrd S. livingstonensis Ac β- GroES AhpC CspA AP LI OP LI β- LI S. livingstonensis Ac β- LI mg L- mg L- β- Desulfotalea psychrophila DMS PepF LAP PepQ β- BglA D. psychrophila PepF PepF S. livingstonensis Ac E. coli T E. coli BglA E. coli PepF PepQ S. livingstonensis Ac LAP E. coli BglA E. coli S. livingstonensis Ac S. livingstonensis Ac T
S. livingstonensis Ac E. coli E. coli Russell, N.J. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci.,,, discussion. Gerday, C., Aittaleb, M., Bentahir, M., Chessa, J.P., Claverie, P., Collins, T., D Amico, S., Dumont, J., Garsoux, G., Georlette, D., Hoyoux, A., Lonhienne, T., Meuwis, M.A., & Feller, G. Trends Biotechnol.,,. Cavicchioli, R., Siddiqui, K.S., Andrews, D., & Sowers, K.R. Curr. Opin. Biotechnol.,,. Marx, J.C., Collins, T., D Amico, S., Feller, G., & Gerday, C. Mar. Biotechnol. NY,,. Joseph, B., Ramteke, P.W., & Thomas, G. Biotechnol. Adv.,,. Choo, D.W., Kurihara, T., Suzuki, T., Soda, K., & Esaki, N. Appl. Environ. Microbiol.,,. Kulakova, L., Galkin, A., Kurihara, T., Yoshimura, T., & Esaki, N. Appl. Environ. Microbiol.,,. Suzuki, T., Nakayama, T., Choo, D.W., Hirano, Y., Kurihara, T., Nishino, T., & Esaki, N. Protein Expr. Purif.,,. Suzuki, T., Nakayama, T., Kurihara, T., Nishino, T., & Esaki, N. J. Biosci. Bioeng.,,. Suzuki, T., Nakayama, T., Kurihara, T., Nishino, T., & Esaki, N. Biosci. Biotechnol. Biochem.,,. Suzuki, T., Nakayama, T., Kurihara, T., Nishino, T., & Esaki, N. J. Mol. Catal. B-Enzym.,,. Wei, Y.L., Kurihara, T., Suzuki, T., & Esaki, N. J. Mol. Catal. B-Enzym.,,. Kawamoto, J., Kurihara, T., Kitagawa, M., Kato, I., & Esaki, N. Extremophiles,,. Kawamoto, J., Kurihara, T., Yamamoto, K., Nagayasu, M., Tani, Y., Mihara, H., Hosokawa, M., Baba, T., Sato, S.B., & Esaki, N. J. Bacteriol.,,. Sato, S., Kurihara, T., Kawamoto, J., Hosokawa, M., Sato, S. B., & Esaki, N. Extremophiles,,. Miyake, R., Kawamoto, J., Wei, Y.L., Kitagawa, M., Kato, I., Kurihara, T., & Esaki, N. Appl. Environ. Microbiol.,,.
Feller, G. Cell. Mol. Life Sci.,,. Siddiqui, K.S. & Cavicchioli, R. Annu. Rev. Biochem.,,. Goodchild, A., Saunders, N.F., Ertan, H., Raftery, M., Guilhaus, M., Curmi, P.M., & Cavicchioli, R. Mol. Microbiol.,,. Goodchild, A., Raftery, M., Saunders, N.F., Guilhaus, M., & Cavicchioli, R. J. Proteome Res.,,. Seo, J.B., Kim, H.S., Jung, G.Y., Nam, M.H., Chung, J.H., Kim, J.Y., Yoo, J.S., Kim, C.W., & Kwon, O. Proteomics,,. Bakermans, C., Tollaksen, S.L., Giometti, C.S., Wilkerson, C., Tiedje, J.M., & Thomashow, M.F. Extremophiles,,. Zheng, S., Ponder, M.A., Shih, J.Y., Tiedje, J.M., Thomashow, M.F.,&Lubman,D.M. Electrophoresis,,. Kurihara, T. & Esaki, N. in Psychrophiles: from Biodiversity to Biotechnology Margesin, R., Schinner, F., Marx, J. C. & Gerday, C. eds., pp., Springer-Verlag, Berlin. Berger, F., Normand, P., & Potier, P. J. Bacteriol.,,. Suzuki, Y., Haruki, M., Takano, K., Morikawa, M., & Kanaya, S. Eur. J. Biochem.,,. Yazawa, K. Lipids, Suppl, S. Satomi, M., Oikawa, H., & Yano, Y. Int. J. Syst. Evol. Microbiol.,,. Kato,C.&Nogi,Y. FEMS Microbiol. Ecol.,,. Wallis, J.G., Watts, J.L., & Browse, J. Trends Biochem. Sci.,,. Valentine, R.C. & Valentine, D.L. Prog. Lipid Res.,,. Okuyama, H., Orikasa, Y., Nishida, T., Watanabe, K., & Morita, N. Appl. Environ. Microbiol.,,. Okuyama, H., Orikasa, Y., & Nishida, T. Appl. Environ. Microbiol.,,. Rabus, R., Ruepp, A., Frickey, T., Rattei, T., Fartmann, B., Stark, M., Bauer, M., Zibat, A., Lombardot, T., Becker, I., Amann, J., Gellner, K., Teeling, H., Leuschner, W.D., Glockner, F.O., Lupas, A.N., Amann, R., & Klenk, H.P. Environ. Microbiol.,,. Wintrode, P.L. & Arnold, F.H. Adv. Protein Chem.,,. Morita, R.Y. Bacteriol. Rev.,,. Feller, G. & Gerday, C. Nat. Rev. Microbiol.,,.