バクテリアのリン酸粒子は周期性ポリリン酸を含んでいる:P固体NMRからの証拠

科学分野:

• 生物化学
• 分子生物学
• 微生物学

背景:

• ポリフォスファート (polyPs) は,生物における不可欠なポリマーであり,伝統的に線形鎖として見られている.
• 最近の研究では,サイクルメタフォスファートが酵素と相互作用し,その自然発生を疑問視することが示唆されています.
• メタフォスファートの以前の報告は,抽出方法の人工物としてしばしば却下されました.

研究 の 目的:

• 破壊的でない方法を用いて細菌全体のポリフォスファートの化学構造を調査する.
• サイクルメタホスファートが自然にバクテリア*Xanthobacter autotrophicus*に存在するかどうかを判断する.
• メタフォスファートの潜在的な生物学的意義と細胞の局所化を調査する.

主な方法:

• 完全な細胞と不溶性分子の非破壊的P固体核磁共振 (NMR) スペクトロスコーピーを採用した.
• 分析された同位体および無位体P化学的シフトは,リン酸構造を特定する.
• 細胞スペクトルを,既知の構造の合成メタフォスファートと比較した.

主要な成果:

• P NMRデータでは,X.オートトロフィクス*の水素化された全細胞に線形および循環性リン酸の共存が示された.
• 特定の成長とサンプル条件下では,平均サイズが3〜8個のサイクリックフォスファートが大量に検出されました.
• メタフォスファートは不溶性,電子密度の高い粒子が濃縮され,外因的ヘキサメタフォスファートはトリメタフォスファートに代謝された.

結論:

• この研究は,細菌全体の細胞に生物学的に重要なメタフォスファートの存在に関する最初の決定的な証拠を提供します.
• この発見は,メタホスファートの濃度が新鮮な細胞で有意であり,潜在的な生物学的役割を果たすことを示唆しています.
• 様々な生物におけるメタフォスファートの機能を調査するための新しい道を開きます.