十字花科黑腐病菌(XANTHOMONAS CAMPESTRIS PV. CAMPESTRIS ,以下簡稱X. CAMPE STRIS )是一種革蘭氏陰性植物病原菌,可感染多種蔬菜,造成葉片之黑腐褐化。X. CAMPESTRIS 分泌多種胞外酵素,與一般革蘭氏陰性菌很少產生胞外蛋白情形不同, 其分泌機制鮮為人知。本研究之主要課題在藉對其胞外酵素基因分子特性之探討,以 期揭開其分泌機制之奧秘。 α澱粉分解 (α-AMYLASE )為X. CAMPESTRIS 主要胞外酵素之一,其產量高,且 分析便利。X. CAMPESTRIS 之分泌突變株(OUT-)累積α-AMYLASE 在胞質周緣區( PERIPLASMIC SPACE ),顯示α-AMYLASE 的分泌途徑可能經由細胞內膜(CYTOPLAS MIC MEMBRANE)、胞質周緣區,最後通過外膜到達胞外。本研究從事α-AMYLASE 基 因子特性之分析,以探討α-AMYLASE 被X. CAMPESTRIS 分泌過程中被PROCESSED 之 情形。 α-AMYLASE 基因已被選殖出來,並且在E. COLI 中表現。本實驗進一步對α-AMYL ASE 進行基因定序,由基因定序可以推知此酵素的SIGNAL PEPTIDE及成熟部份的胺基 酸組成順序。基因定序採SANGER之定序系統稍加修改。欲定序之DNA 片斷,以噬菌體 M13 為載體經一連串次選殖;每個重組噬菌體DNA 再分別以兩個方向進行核 定序, 最後將整個基因的核 順序連起。 在整個核 序列靠近5'端可找到轉譯起始密碼;靠近3'端可找到終點密碼。此OPEN R EADING FRAME可轉譯一分子量為51.9kd的蛋白質。與不同來源之α-AMYLASE 互相比 較胺基酸組成,可以找到類似之區域;所推知之SIGNAL PEPTIDE也符合一般SIGNAL P EPTIDE的基本構造。 第二階段的研究工作是α-AMYLASE 蛋白本身N端的胺基酸定序。藉胺基酸定序可以 確定SIGNAL PEPTIDE實際長度,也可比較X. CAMPESTRIS 野生株及OUT-突變株所合成 之蛋白質在分泌過程中是否在不同位置進行PROCESSING。累積這些研究成果將可促進 對X. CAMPESTRIS 蛋白質分泌機制之瞭解。
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