藥師 寿治

１．本研究課題では，酢酸菌の運動性とべん毛モーターの基礎的な性質を解き明かした後に，べん毛モーターと発酵生産との関連について解析を行う予定である。今年度はその前半部分を行い，次年度以降の研究の基礎を固める。すなわち，次に挙げる１から３の項目に関する研究を計画している。また，全体を通して逆遺伝学的手法と生化学的手法を組み合わせて行う。１．安定して酢酸菌が遊泳する条件の検討。この解析では，酢酸菌の生理や代謝の特徴を考慮しながら進めることになるので，本菌による発酵生産との関連という意味においては最も重要である。２．酢酸菌の走性の解析。特に化学物質，温度，酸素，pHなど，どのような条件に走性を示すのかを解析する。この解析には，積極的に酢酸菌のゲノム情報を使って逆遺伝学的な手法で進める。変異遺伝子を作製し表現型を解析することで走性のシステムを考察する。また主要な分子（タンパク質）に関しては精製し，その性状解析を行う。３．酢酸菌のべん毛モーターの解析。べん毛の本数，共役イオン，イオンチャネル（力発生ユニット）の解析などを中心に，べん毛モーターの基本性質を明らかにする。べん毛モーター構成因子の解析から，酸性条件下での遊泳といった本菌の運動特性に関する洞察を行いたい。以上３つの領域から得られる結果から，これまでに知られていなかった酢酸菌の運動と走性に関する情報を得る。<br>２． 今年度は昨年度（平成１９年度）に得た結果をもとに，新しい研究法を実施しながら，昨年度の研究を発展させる。新しい研究法として，べん毛モーターの固定子の解析を実施する予定である。昨年度に解析を行ったいくつかの<br>Bacillus属バクテリアのべん毛モーターの固定子を遺伝子工学的に大量発現させる。次に大量発現した固定子を精製し，生化学解析に十分なタンパク質を得る。同時にこれらのバクテリアからべん毛基部体（回転子）を精製する。その後，固定子と回転子を人工膜に再構成し，固定子によるイオン（H+あるいはNa+）の取り込みを単独ならびに回転子存在下で測定し，固定子と回転子の間の機能的な相互作用を試験管内で再構成する。同時に，固定子と回転子を蛍光プローブで標識して，分光光学的ならびに蛍光観察により固定子と回転子の相互作用を評価する。また昨年度に引き続いて，バクテリアの遊泳，べん毛自身ならびにべん毛の回転観察を行う。バクテリアを部分的に破壊したセミインタクト細胞やさらに破壊させた膜断片によるべん毛回転の観察を試みる<br>３．本研究課題では，酢酸菌にADHの機能発現に関する重要な仕組みがあると考え，酢酸菌以外の微生物にADHをつくらせ，その酵素の機能を解析する。つまり基本的には，大腸菌でADHをつくらせ，その機能を調べることが本研究課題の研究内容となる。この大腸菌につくらせたADH（大腸菌）と酢酸菌のオリジナル