L'effet inhibiteur specifique dans la production de la xylose-isomerase chez L. fermentum-香川大学学術情報リポジトリ

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Vol.11(No−29)(1959)

L,EFFETINHIBITEUR SPECIFIQUE DANS LA

PRODUCTION DE LA XYLOSE−ISOMERASE

CHEZエ.ダ圧制EⅣrび財

KeiYAMANARA

(Labor・atOir・e de Micr■Obiologie) (Re?ule6Aoat,1959) 255

Onsaitquelaproduction(biosynt上さsel)delaPentOSe−isom6rasechez certainesbact6riesest essen− tie11ement adaptativeetaussiinductible…Ila6t6、montr6pr6c6demment que cette enzymechez baci11e d,h6t6rolactique se produit dans toutesles diverses conditions des cultures et que sa formation est constitutive(1).Au contra三re,Sa prOduction par bacille d’homolactique est adaptative,C’est一会qIdire l・arabinose−isom6rasese produit dans seule uneculture quicontientarabinose左1a source de carbon L・activit6de xylose−isom6raseche2;Lj旨ymenluma6t6demon七r6edansl’extraitdecettecellulecultiv6e

surxylose,mannOSe,aTabinoseouiIuCtOSeMais,enCOntre,CetteaCtivit6n’estpasdるcelabledansautre

cas(1).

Ilest montr6iciqu,en presence du glucose dansle milieu,1aPrOduction de xylose−isom6rase e$t

nettementinhib6e.L,enzyme est extrait左1a cellule de L jbrmentum,une bacille d’h6t6rolactique cultiv6edanslem6diurr)Synth6tiquecontenantpeptonel%,eXtraitdelalevurel%,aCetatedesodium l%,SOヰMgO‖02%,SO4MnOt001%,CINaOt001%,etSO4FeO・001%去370C pendantvingtheures

PoulObteniT desextraits,1esbact6rieslavるes deuxfois par cent‡ifugation,SOnt broy6es avec de TableauI′ Rapport del’Activit6dela Pentose−Isom6rase

AいⅩylose・isom6rase

三≡二≡二

〒云≡

fl■uCtOSe L m8nnOSe galactose Ⅹylose larabinose

、 。Ⅰganisme 二二===』 _ + ■ ■ ■1 11 11 1 1 ∩︶つム3829っム318 11143 1 ㌣ 7 ﹁⊥ 000∩︶00000 0000000∩︶0 1J l l l l l l ■l l エt.作用柳め御 上.ノ(、〃J打〃〃 エ鋤C.桝♂鍾繊細れ流加s エJ)ハて、Jゞ エメ吻触畑路仇〟ざ エ・JッCゆ聖廟 上 節り■の〃〃 エみ〝Cゐ抑βγ逆 上 〃山川再J¢♪pこ’JJゞ エ.%ツgOS伽S B.Arabinose−isoTr]6rase フ1 二513962417 601﹁ノ2︻ノ 、 ■ 070369 3つ︼666︻〇 一44M99︼一 + l l 846996 4つん4820 1 4847エソ0 1 っ︶つ︼1344 ∽ エエエエエエ が 000000 ∼ 0000000 1。1。 mmml。完10∽∽∽ml。 8000000 9 PcりgZ乃d符タγf エ“〆〟J両川Ⅲ エ.α化めわ和一S〟.S エ.c祝C以〝Z♂γf.s ムsα烏β エ.ぴの竹仰の相法 5cい才力♂γ研∂βゐZJ都S 6∩︶000∩︶0 ︵n︶ l 500∩︶000 7一

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Tech,おull.FacAg工いKagaⅥaUniv・.

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1,alumine Lebroyat repritdans del,eauestcentTifug6左1avitessede20,000g pendant trenteminutes L,activit6delaxylose−isom6rEiSe eSt Suivie par d6七eTmination du xylulose fdrmるd,apres】’incubation

去370C enlO minutes dansla solution de3。O mlcontenante:10 pM de C12Mg,50pM de tampon de Tris去pH7。4,201bMdexylose,20FLMdu fluor desodium,et reXtrait d,enzyme・Ⅹylulose est dos6 parlam6thodedecyst6ine−Carbazole(2),etlapro沌ined,extraitestex6cut6eparlam6thodedeLowRY(3)小

Activit6sp6cifiquedel,isom6rase est exprImee amicromoles du c6topentose form6aumi11igramme

deprot6inedubroyat danscette conditionlL,activil:6sp6cifique desarabinose−etXylose−isom6rasesest rapport6e dansle tableauI

R6sultats obtenu$dans ce tableau,S’expliquent sil’on admet:

a)quel,activit6del,arabinose−isomるrase par plupartsdes sources del⊃aCille d’h6t6rolactique et parPc.1indnerine change pas parl’alimeヱ1t Carbon6.

b)quecetteactivit6chezbacille d’hornolactique est d6montr6e dans s?ulela culture contenant

l’aTal〕inose

c)ainsiquelaxyloseTisom6rase par bacille d’h6t6rolactique etpar L・lXγlosus se produit assez fortement dansla cellule obtenue左1a cultuIe COrLtient xylose,glucJSe,fIuCtOSe Ou arabinose

d)que LJbymentumproduitla汝ylose−isom6rase qui,enreSSemblant 左egards左1’enzymed’autIe souche de bacille d,h6t6工01actique,et quien est nettement distincte outrele cas de xylo3e COmme

SOul一Ce de cal■bon

Onsait que dansla grande majorit6 de cas,1’inducteur est un $ubstrat del’enzyme,mais cette r占glen,est.pasabsolueetilapparait clairement aujourd’huiquela fonction d’inducteur es七distincte de celle de substrat(4)‖Che2;L.jとγmentum,quiest capable de fermenterle xylose,glucose,etI壬annOSe,

culture surmanr)OSe,aral〕inose,Ⅹylose,Ou fIuCtOSe COnduitla production accue de xylose−isom6rase廿 Mai$Cette teneur eSt fail〕le sur glucose,galactose,maltose,Ou SuC工OSe.Cette di董ference eユ血ela pro−

ductiond,en2;yme etSOurCede glucidee3ttrさsint邑ressante,CaT fLuCtO3e Ou aIabinose quisont actifs surla production d,enzyrne,ne S6nt pas feTme∫1t6par cette t)aCt6rie”L3L prOduction d’en2;yme,eSt augTnent6edanslal〕aCtるriecultivるesurmannose,maミsmannosen’estpasisomeIis6directement parce

broyatlorsqueilprolif占rentsc・itsur mannoselTout ce quel’on sait surla biosynthさseinduite des enzymes montre que ce ph6nomさne est etroitementli6au m6tabolismedel’energie et aum6tabolisme de synthさse.Enfait,iln’a jamais6tるobserv6que chez des cellules disposant d’une source d’6nergie utiiisable et aumoinsROtentiellementcapablesdes’accro壬仁re.

On classifie deux soTteSdes glu− cides parl’effet surlaproductionde

xylose−isom昌柑Se Chezエ‖ノあγ∽♂乃≠伽桝,

comme on admet suivant:

a)acti董 mannOSe,arabi− nose,Ⅹylose,fTuCtOSe

b)inactif glucose,galac− tose,SuCIOSe.maltose

Laliaison entre xylulose foImる et dur6e d,るssais estillustr6e dans la Fig.1‖I)euxcourbessontobtenues surl,activit6 d,isomるrase cultiv6e sur xylose ou mannose.Xylulose est formるassezlentement parl’enzyme Obtenue $ur mannOSe,maisilest

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Vol.11(No29)(1959)

accumu16en peu detemps parl’enzymeobtenue Sur Xylose.Aussion morltre dansla Fig.2,que formation du xylulose est proportionelle 左1a quanlit6 d’en2:yme.On employela m61ange des deux glucides云1a source carbon6e(chacun O小5 %),etlaliaison entrel,effet des comt)inaisons des glucides etla production d’en2;yme eStprOu. V6e… Comme on voie dansle tableauII,addition

du glucrc)Se,f工uCtOSe,Ou arabinose avec xylose

dansle milieu,elle n’inbibe rienla production d’enzyme… Elle ne vaIie gu占re−Cette prOduction

25ヲ

︵≒さⅦ∈−。−潔○ち芯火

1O

Prot‘ine(mg)

20

Fig.2 Effet dela Quantit6d’Enzyme (cultivるsu工mannOSe)

TableauII‖ Liaison entrel’Activit6dela Xylo3e}”Isom6rase et AliTr)ent Carbon6du Milieu

Dur6e d’6ssais,30min DuT昌e d’るssais,10ⅠⅥin小 Aliment carbon6 Ⅹylose 〝十mannose 〝+aIal〕inose 〝十glucose 〝+山uCtO3e mannO3e 〝+・huCtOSe 〝十glucLOSe 〝+galacto3e 〝+allabin03e f工uCtOSe 〝+glucose arabinose 〝+glucose glucose prOtるin占(mg)fxylulosefマ‡務 4.12 1 1.10 3い1∠箋 4.29 4 10 4‖0 3 SS 3い08 1.53 0.05 1。.15 2い14 0.64 0.06 2.21 0 3い40 2,32 2いフ6 2.08 1い43 06フ 0.23 0J26 1い03 0.07 1.94 1、32 1い0,3 1.24 O 95 1い47 1.20 1小40 O 95 O 81 1,75 0一55 1.10

j

1.4フ 1 0.02 quandonemployelam61angedesfIuCtOSeetmannOSeOudesarabinoseetmannosecommel,alimentcarbon6. Mais,ileninhibe parfaitement cette production quandle glucose s’ajouteaulieude xylosesurmannose,

fructose ouarabinose,Non seulement,Culture sur glucose ne ccInduit rienla proユuction del,isom6rase,

1’additi∂n du gluc)33inhib3C3tte PrOiTユCtic,ユ Mユi;aニ加iモ壬d’is)n毛raち∋n’inhibe jaTnais paIl,addition du

glucose

Le pr昌s∋nttr.まV.aila).?)ごと3d33d)l1ち33S.1rla pごJユユニticIl(b三);yll−1占;∋)delま.Xylo;3・is⊃n畠ras3一Ont peutdesuppo3er Sur Ce Sujetimportantquele gluco3einhibela biosynth占se d,isom呑rase au quelque pa‡tde m6tabalisTne de】a productic>ninduitel0」1m・Orltre que C3tte en2;yme Che2;L..fdm2niumse peux deinduire par xyloseoumannos3(5)り A prop〇S des c3S rるsユ1七色ts,ilfaut de c・CIユSid6rer que mannose et aussixylosesontlesinducteurs小Ⅹylose est unsubstratdel’enzyme,maismannose n,estpas un substrat de cette enzyTr)eDonc,On SuppOSe que mannOSe eSt m6tabolis6,et un prOductinterm昌diaireinconnu au manno3eSOit urlinducteur r占elet que gluco330:1C3tinterLnさdiaire mStabc)1is主inhibe cette production

inductible

Jetiens去t6moignericimareconn月issance去Mle Professeur HKATAGIRIdela Facult6d,Agri− Culture del’Universit6de Ry8to quiaattir61TlOnint6r色tsurlaquestiolldela biosynth占seinductiblede

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Tech.Bull.Fac.Agr.KagawaUniv”

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lapentose−isom6rase“Je、remerCie M.le Pro董esseur K KIrAHARA del,Institut de Microbiologie appli− qu6edel’Universit6de T6kio,et M.1e Professeur K∴KATAKURA dela Facult6d,Agriculture de l’Universit6 de Okayama,d’avoire bien voulu suivre ce travailainsiquedessuggestions qu’ilma donn6es. (1)YAMANAKA,K‥Bull.Agr、Chem.Sbc.,Japan, Lい,RANDA工んR.T。:ibid“,193,265(1951). enimprime 佳)MoNOD,Jけ,CoHN,M:Adv”inEnzymol。,13/67 (2)DISCHE.Z‖,BoRENFREUND,Eい‥J.β査∂g‖Cカグ研., (1952) 192,583(1951). (5)YAMANAKA,R:Non publier. (3)LowRY,0.H。,RosENBROUGH,NJ,FoRR,A ムノ抄雛細ね別のキシロース・イソメラーゼ

生成における∠拝具的阻害

山 中 啓 微生物に.おけるペソトース・イソメラ−ゼはその基質ベントースにのみ適応的に生成されると報告されているが, その検潮ほほとんどなされていない∴著者はすでにヘテロ乳磯薗類のベントース・イソメラ−‥ゼを尉持し,その生成 物の同窯,酵素の比清隆,平衡定数,ミハニ工・リス(解離)定数等について報告した・(1)さらにべソトース・イソメラ ー‥セカと培地の糖との関係をヘテロ,ホモ雨薗17殊について検討した(第1表).その結果, り ヘテロ蔚およびj㌔∴彷ぬ物鍬Zのアラビノ≠ス・イソメラーゼほ構成的に,ホモ薗のそれはアラビ′、−・スにの み適応的に生成されること‖ 2)ヘテロ薗およびエ.ガタJのS〟Sのキシローース・イソメラ→・ぜはキシロー・ス堵観で最も強く,グルコ−ス,プラタ ー・−ス,アラビノ」−ス培地にも見出されること・ 3)とくに.エ.ル仰離離間のキシロース・イソメラーゼほキシ′ロトース以外にマンノ−・ス,アラピノース,フラクト ース培地で生成され,その他の糖では生成されないこと.を見出した 多くの場合,酵素の誘導剤は基質であるが,誘導別の磯鳩(function)と基質の機能とほ別である(4)い 今回は エ.蕗佃斬舶偶のキンロース・イソメラー¶・ゼの生成(誘導)をしらべるために,増他の糖をこ種(各0.5%)冗時に.与 えてイノメラ−ゼの生成の変化を・しらべたところ,クルコ」−スの添加がと.くにその生成を阻琶することを知った.グ ルコ一女は義歯の生育炭素源として有効であるが,イソメラーーセの生成にほ偏効である一また〆ノしコースの添加ほイ ソメラ−ゼの反応を全く阻害しない“永逝素はキシロース,マゾノーースで誘導され,グルコーー・スでは誘導されないの で(未発表),グルコー∴スの阻害効果は昭素の生合成の阻害であり,おそらくグルコースまたほグ/レコ−スの未知中 間代謝物が重合成のさいの酵素蛋白合成に有効な誘導剤(1nduce工一)にアナロークのような形■であるいはその他の作 用によって誘導剤と抵抗して阻害するのではないかと考えている.このことは基層であるキシロースを炭素瀕とした ものにグルコースを添加しても阻害されず,基質以外で生成濫有効なマンノ−・ス,アラビノ−・ス,プラクトースにグ ルコ−スを添加したときに・闊害が認められるのでこれらの負の誘導剤とれレコ」−スとの関連によるもの る.

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