Cyanidioschyzon merolaeにおける亜硝酸を選択的に還元する亜硫酸還元酵素

抄録

植物の亜硝酸還元酵素(NiR)と亜硫酸還元酵素(SiR)は、アミノ酸配列や補欠分子族などの構造的共通点を多くもち、機能的にもよく似た特徴をもつ。両者は基質であるNO₂^-とSO₃^2-に対する選択性により区別できるが、その差が生じる理由は明らかになっていない。シアニディオシゾンのゲノムには、2個のSiR相同遺伝子(CmSiRA, CmSiRB)が存在するが、NiR相同遺伝子は存在しない。CmSiRBの組換えタンパク質を作製し、酵素学的特徴を調べた。CmSiRBはNO₂^-に対し比較的高い活性を示したが、親和性はトウモロコシSiRと同程度に低かった。一方、SO₃^2-に対して極めて低い活性を示したが、親和性は非常に高かった。この結果から、CmSiRBは一般的なSiRと同様の基質親和性を持ちながら、亜硝酸還元活性が強化され、亜硫酸還元活性が弱められた特殊なSiRと考えられる。CmSiRB特異的な6個のアミノ酸をSiRに保存されたアミノ酸に置換した変異酵素を解析したところ、野生型に比べ2倍のSO₃^2-還元活性を示し、半分のNO₂^-活性を示した。