抄録
光合成細菌Rhodobacter sphaeroides f. sp. denitrificansのDMSO (dimetyl sulfoxide) 呼吸系遺伝子dmsCBAオペロンの嫌気条件における誘導発現にはニ成分制御系のDmsS/DmsRが関与している。一般にセンサーキナーゼはN末側に膜貫通ドメインを持ち、細胞外の領域が環境シグナルを認識すると考えられているが、DmsSの膜貫通ドメインと予想される領域では、疎水性アミノ酸配列が短く、ペリプラズム側に露出していないことが推測された。そこでDmsSのトポロジーを確認するため、膜結合に関与していると思われる6カ所の疎水性アミノ酸領域に注目し、その数を様々に変化させた7つのdmsS-lacZ融合遺伝子を作製した。これらの7つの融合遺伝子を光合成細菌に導入しLacZ活性を測定した結果、DmsSは細胞膜の細胞質側に局在するタンパク質であることが推定された。
本研究ではDmsSのトポロジーの確認をペリプラズムでのみ活性をもつPhoAを用いて行った。上記のLacZ活性測定に用いたのと同様の7種類のphoA融合遺伝子を持つ光合成細菌を構築した。ポジティブコントロールであるdppA (dipeptide transport protein) とphoAの融合遺伝子をもつ光合成細菌は高いPhoA活性を示したにもかかわらず、dmsS-phoAの融合遺伝子をもつすべての光合成細菌のPhoA活性はバックグラウンドレベルでしかなかった。以上の結果からDmsSのセンシングドメインは細胞外に露出せずに、DMSOを細胞内から感知することが示された。
