Clostridium thermocellumが生成するセルロソーム（セルラーゼ複合体）の解離法

• 研究期間: 1997～1997
• 研究担当者: 森 隆; 徳安 健; 濱松潮香
• 発行年度: 1997

要約

好熱嫌気性細菌Clostridium thermocellumが生成するセルロソームは非常に安定で，ＳＤＳ存在下で加熱処理する以外に解離法がなかったが，未変性状態で解離する方法を開発した。解離したセルロソームは透析により容易に再構成され，活性を回復した。

背景・ねらい

　
好熱嫌気性細菌Clostridium thermocellumは強力な結晶性セルロース分解活性を有するセルロソームと呼ばれるセルラーゼ複合体（分子量：２００万～３５０万）を生成する。
セルロソームは３０～４５個のサブユニットが規則的に配置された構造を持ち（図１），
高度に進化した酵素の形態と考えられる。セルロソームは非常に安定なため，これまでＳＤＳ存在下で加熱変性処理する以外に解離法がなかった。また，サブユニットをコー
ドする遺伝子をクローニングし大腸菌に生成させた組み替え蛋白質を用いても，活性を持った複合体を再構成することができず，糖鎖等のポリペプチド以外の成分の関与が推定されている。そこで，自然の状態でのサブユニットの単離を目的として，変性操作を伴わない解離法を検討した。

成果の内容・特徴

1. 両性界面活性剤である3-〔(3-コーラミドプロピル）ジメチルアンモニオ〕-1-プロパ
   ンスルホネート（ＣＨＡＰＳ），金属キレート試薬であるエチレンジアミン四酢酸
   （ＥＤＴＡ），還元剤であるヂチオスレイトール（ＤＴＴ）が共存する条件下で，
   セルロソームが解離することを見いだした（図２）。　
2. 最適の解離条件は，ＥＤＴＡ濃度１６ｍＭ，ＣＨＡＰＳ濃度２３０ｍＭ，ＤＴＴ濃度
   ２０ｍＭ，ｐＨ７．０，４５℃だった。２０時間の処理により，セルロソームの９２
   ％が解離した（図２上下）。この時，結晶性セルロース分解活性は完全に消失したが，
   カルボキシメチルセルロース分解活性（ＣＭＣase）は１．９倍に上昇した。　
3. 解離処理したセルロソームは，透析により，結晶性セルロース分解活性を解離前と同程度に回復した。この時，少なくとも３種類の複合体が生成した（図３）。　
4. 解離後，各種のクロマトグラフィーにより，４種のサブユニットを単離，精製した。

成果の活用面・留意点

　
本解離法を用いると，セルロソームのサブユニットを自然に近い状態で単離することが可能であり，サブユニット間の相互作用を調べること等により，複合体構造の形成原理を明らかにできるものと期待される。