Question

ゲスト

問6番を教えてください！

大腸菌は, 培地に炭素栄養源としてラク トースだけが含まれていると, ラクトースの代謝にかか+#
ードする遺伝子である /gc と /gcY と 』oc4

3種類の主素の合成を開始する。 これら3 種類の酵素をコ                                     ピ
この順番で大腸菌ゲノム上に並んでおり, 1 つの /gcZY24 mRNA として転写される。このように, 機

的に関連していっしょに転写される遺伝子群を[の |とよぶ。
ZZP4 mRNA の発現は, 転写開始のレベルで調節されている< ze遺伝子の上流には, [ ⑦ |
合して転写を開始する| ②⑦  という領域とし避 が結合して転写を押制する[_@⑰ |という領域が
る。 ラクトースに由来する誘導物資が[回 に結合すると,し回 がし @ から離れて, し ⑦ |による
7zc有4 mRNA の転写が始まる。
こうして合成される 3 種類の酵素のうち, /ccグ遺伝子がコードする 2-ガラクトシダー
スをグルコースとガラクトースに分解する活性をもつ。
上に述べたラクトースズ代許酵素の誘導現象に関して, 以下に述べる 3 つの実験を行った。
問1 文章中の|-⑦_]-|-@⑳ ]に入る適切な語句を答えよ。
実験 1 野生株の大腸菌にラクトースと類似した構造をもつ人工誘導物質 を添加すると, それまで検
出限界以下であった 9-ガラクトシダーゼの活性が検出されるようになる。野生株を護原(突然有
を誘発する化学物質)で処理した細胞集団の中から, X を添加する前から高い ガラクトシダー藻
、 往を示す変異株 A と B が単離された。これらの次異株に X を添加しても, 8-ガラクトシダーゼ活性
がさらに高まることはなかった。
実験2 野生株および変異株A と B に, 加 |を発現するプラスミドを導入した< その結果, 変異株
Aのg-ガラク トシダーゼ活性は野生株と同様にの添加によって初めて検出されるようになった。
一方 異株 B の 2-ガラクトシダーゼ活性は, X の添加の有無にかかわらず高いままであった<
実験3 野生株に由来する| ⑦ |と[| @ |の下流に, オワ ンクラゲの緑色蛍光タンパク質遺伝子そつな
ゝだプラスミドを構築した。このプラスミドを野生株に導入したところ, を添加しない場合には緑
| 外潤光は観察されなかったが, を浅加すると縁色漠光が観講まれるようになった。そこでこのプラ
ドを変異株 A と B にも導入して, 駐を添加しない場合と添加 した場合で緑色蛍光の変化を観察

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

フンミト

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
   
 
   
 
   

 

 

 

 

 

 

 

表1 実験1-ー 3 のまとめ
実験1        実験2        実験3
|      し| ぁ9

問5 実験3 における変異株 B の結果を予想して, 表1の[| ⑦ |と  の ]にあてはまる符号を-または

玉で答えよ。
実験4 実験 1 の過程で, X を添加すると8-ガラクトシダーゼの活性が検出されるようになるが
の値が野生株に比較すると低い変異株 C と D が単離された。X 添加後の 9-ガラクトシダー -ゼのタン
パク質の量を調べてみたところ, 野生株および変異株 C と D の間で差は認められなかった<
そこで野生株および変異株 C と D から 8-ガラクトシダーゼを精製し, それらを酵素濃度を一定に
レてさまざまな濃度のラクトース溶液に加えて, ラクトースがグルコースとガラクトースに分解され
、 る反応速度を測定した。その結果をまとめると, 表2 のようになった。表 2 における反応速度は, 時
衝株の最大反応速度を 1.00 とした時の相対値で表示してある。 基質北度が 0 - 50 mM の範囲で反応

そ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

速度をプロットすると,    1のグラフが得られた。
表2 本半生ME             100  の に宙6 ーー人株D     | 1
ラクトース      反応速度(相対値).                         1 |
濃度(mM) | 野生株 | 変異株C|変典株D      075        しオー
0   0.00   0.00   0.00    選
1     0.17    0.08    0.05      電              ーーレコ
2    0.29 | 0.14 | 0.09     導        了 1  間軸間較時 ニートー
5     0.50    0.25    0.20      補       ルー
10     0.67    0.33    0.33       025    >
20 0.80 0.400.50
50 0.91 0.450.71
100     0.95    0.48    0.83         9  0詳生5細20議25庫390835 40 45 50
200    0.98   0.49   0.91                ラクトース濃度(mM)
500    0.99   0.50   0.96           図1 基質濃度と反応速度の関係
1000  1.00  0.50  0.98

 

 

 

 

 

 

韻6 突然変異の影響で49-ガラクトシダー ーゼと基質との親和人性(結合力) が低下したと考えられる変異
株を。C または D で答えよ。また, そのように考えた理由を 80 字以内で述べよ。