リンゴ酸が“ピルビン酸”に変換される特殊なクエン酸回路を発見明治大学大学院農学研究科 伊東昇紀助教・小山内崇准教授らの研究グループ

酸素発生型の光合成を行うバクテリアであるラン藻も、クエン酸回路をもっています。クエン酸回路は、8つの酵素反応によって構成されており、それらの酵素は生物全体で広く保存されています。一般的に、クエン酸回路において、リンゴ酸は、リンゴ酸脱水素酵素（MDH）によって、オキサロ酢酸に変換されます。しかしながら、以前の研究で、ラン藻のMDHの活性は、著しく低いことが判明しました。ラン藻は、リンゴ酸を変換する他の酵素として、リンゴ酸をピルビン酸に変換するマリックエンザイム（ME）という酵素をもっていますが、MEがMDHの代替として働くかは分かっていませんでした。
本研究グループは、ラン藻のMEとMDHに着目した解析を行い、どちらの酵素が、クエン酸回路でリンゴ酸を変換しているかを調べました。MEのリンゴ酸への反応効率は、MDHの反応効率の約14倍でした。MEをもたないラン藻の変異株は、MDHをもたない変異株と異なり、細胞内に過剰にリンゴ酸を蓄積しました。ラン藻の中で、MEをもつ種は、MDHをもつ種よりも多いことが分かりました。以上の結果から、ラン藻のクエン酸回路では、MEによって、リンゴ酸が“ピルビン酸”に変換されることが示されました。