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進化:フルクトース1,6-二リン酸アルドラーゼ/ホスファターゼは祖先的な糖新生酵素と考えられる

Nature 464, 7291 doi: 10.1038/nature08884

古細菌群のほとんど、および古細菌との分岐点に近い細菌系統は、化学無機独立栄養性代謝を行う好熱性生物を含んでいる。そうした生物は、火山性の生息地の高温下に、多くの場合無酸素条件で無機物質を使って生活している。このような独立栄養生物は、さまざまな二酸化炭素固定機構を用いて、糖新生の起点であるアセチルCoAを生成する。今回我々は、ほぼすべての古細菌群および古細菌との分岐点に近い細菌系統が、フルクトース1,6-二リン酸(FBP)アルドラーゼおよびFBPホスファターゼの活性を併有する二機能性FBPアルドラーゼ/ホスファターゼをもつことを明らかにする。この酵素は、ほかの細菌や真核生物にはみられず、中温性の海洋性クレン古細菌でも熱に対する安定性が認められる。この酵素が2つの機能を備えることで、熱に不安定なトリオースリン酸を確実かつ速やかに除いて安定なフルクトース6-リン酸の形で取り込み、糖新生が一方向に向かって進むようになる。我々は、熱に対して安定で2つの機能をもつこの高度に保存されたFBPアルドラーゼ/ホスファターゼが、ペースメーカーとして働く祖先的な糖新生酵素であり、進化では糖新生が解糖に先行して出現したと考える。

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