分裂酵母に誘導合成される重金属結合ペプチド:Cadystin(Phytochelatin) : 生合成の機構,光反応性半導体製造への応用,および重金属環境汚染検出への利用
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概要
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分裂酵母をカドミウムイオンに暴露すると多量のカドミウム-ペプチド複合体が誘導合成される.主要な複合体はカドミウム,cadystinと名づけられたペプチド,および酸不安定硫黄で構成されている.Cadystinおよび酸不安定硫黄は,この種の複合体中に見いだされたのは初めてである.Cadystinの主要成分の化学構造は,γ-Glu-Cys-γ-Glu-Cys-γ-Glu-Cys-Gly,およびγ-Glu-Cys-γ-Glu-Cys-Glyと決定された.分裂酵母では,カドミウム耐性に関連する主要な成分はメタロチオネインではなくcadystinである.硫化カドミウム結晶は半導体である.分裂酵母に誘導されるcadystin-カドミウム-硫黄複合体は,ナノ粒子を形成していることがわかった.この粒子は,硫化カドミウムの核とこれを覆うcadystinから成っており均一である.この粒子は,特定波長を吸収する光反応性半導体材料として有用であろう.一方,cadystinと同一のペプチドは多くの種類の植物細胞でも見いだされ,phytochelatinと名づけられた.多くの植物においても,カドミウム耐性に関連する主要な成分はメタロチオネインではなくcadystinである.グルタチオンのγ-Glu-Cys残基を,受容体である別のグルタチオンに転移する酵素が植物細胞に見いだされ,cadystin合成酵素と名づけられた.この酵素の遺伝子がクローン化され,クローン化された遺伝子から発現された酵素を使用して酵素反応の解析が行われた.Cadystinや合成酵素遺伝子は,ある種の酵母や多くの植物だけでなく,前核細胞である細菌類や下等動物にも存在している.Cadystinは多くの種類の重金属によって誘導合成されるので,特定の植物の葉に含まれるγ-Glu-Cys-γ-Glu-Cys-Gly量を測定することで,地下水および大気中の重金属汚染の状態を把握することができる.Cadystinは,環境汚染に関する信頼性の高い生物学的指標である可能性がある.
- 2011-05-25
著者
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