Research Paper 進化過程における新規機能遺伝子の誕生 : 真骨魚類孵化酵素をモデルとして

佐野, 香織

真骨魚類の孵化酵素遺伝子は、遺伝子の重複・多様化進化過程で、重複遺伝子の一方が新規機能を獲得して、効率の良い卵膜の分解系が生じたことが分かっている。メダカの機能維持遺伝子 (HCE) に変異を入れた変異リコンビナントとタンパク質を大腸菌の系を用いて作成し、新規機能活性を持つ酵素 (LCE) の作成を試みた。HCEのアミノ酸のうち5残基をLCE様に変化させた孵化酵素を作成したところ、LCEの特異的な切断点のペプチドを分解する活性が得られることができた。本研究は、進化過程でのどのようなアミノ酸変異が、新規機能獲得遺伝子を生じるかを解明する手がかりとなる。 In teleosts, hatching enzyme gene diversification has occurred in the common ancestor of Otocephala and Euteleostei, such that members of these subdivisions possess tow types of hatching enzyme genes, belonging to clade I and clade II. Our previous study suggested that the clade I enzyme maintained the ancestral function, while the clade II enzyme gained new function (neofunctionalization) . Medaka Oryzias latipes, belonging to Euteleostei, hatch by cooperative action of clade I and II enzymes, and the substrate specificities of them are completely diffenrent. To elucidate the amino acid substitutions important for change of substrate specificity, the recombinant clade I enzyme which was substituted nine of the two hundreds amino acids to clade II enzyme type (clade I mut9) was generated by E. coli expression system. The clade I mut9 changed the substrate specificity to be similar to that of clade II enzyme, and cleaved the peptides designed from clade II enzyme specific cleavage sites.
科学研究補助金研究成果報告書 研究種目:若手研究 (B) , 研究期間:2012~2014, 課題番号:24770230, 研究分野:機能進化学. 研究者番号:70612092. 4p.

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