酸素感受性リボヌクレオシド三リン酸還元酵素は嫌気性大腸菌に存在する

大腸菌および哺乳類細胞からのリボヌクレオシド二リン酸レダクターゼは、DNA合成のためにデオキシリボヌクレオシド三リン酸を提供します。活性酵素には、酸素が必要なチロシルフリーラジカルが含まれています。初期の遺伝的証拠は、酵素が大腸菌の嫌気性成長に必要ではないことを示唆しており、酸素の非存在下でのデオキシリボヌクレオチド合成のための異なる酵素または酵素系の活性を暗示しています。現在、同位体取り込み実験から、リボヌクレオチドの還元により、嫌気性症中の大腸菌がデオキシリボヌクレオチドを得ると結論付けています。嫌気性に成長した細菌からの抽出物には、CTPをDCTPに減らすことができる異なる酵素活性が含まれています。活性酵素を得るには、抽出物の調製中および酵素のアッセイ中に厳密な嫌気症を維持する必要があります。反応は、NADPH、Mg2+、およびATPによって刺激されます。デオキシリボヌクレオシド三リン酸による阻害は、嫌気性酵素がアロステリック特性を持っていることを示唆しています。好気性酵素に対して発生した抗体は新しい活性を阻害しません。また、好気性酵素のチロシルラジカルの強力なスカベンジャーであるヒドロキシ尿素は、嫌気性酵素を弱く阻害するだけです。嫌気性酵素は、酸素の存在下で「RNAの世界」から「DNAの世界」への移行を可能にした活性を反映している可能性があるため、興味深い進化的側面を持っています。

Ribonucleoside diphosphate reductase from Escherichia coli and mammalian cells provides the deoxyribonucleoside triphosphates for DNA synthesis. The active enzyme contains a tyrosyl free radical whose formation requires oxygen. Earlier genetic evidence suggested that the enzyme is not required for anaerobic growth of E. coli, implicating the activity of a different enzyme or enzyme system for deoxyribonucleotide synthesis in the absence of oxygen. We now conclude from isotope incorporation experiments that E. coli during anaerobiosis obtains its deoxyribonucleotides by reduction of ribonucleotides. Extracts from anaerobically grown bacteria contain a different enzyme activity capable of reducing CTP to dCTP. To obtain an active enzyme, strict anaerobiosis must be maintained during extract preparation and during assay of the enzyme. The reaction is stimulated by NADPH, Mg2+, and ATP. Inhibition by deoxyribonucleoside triphosphates suggests that the anaerobic enzyme has allosteric properties. Antibodies raised against the aerobic enzyme do not inhibit the new activity, and hydroxyurea, a potent scavenger of the tyrosyl radical of the aerobic enzyme, only weakly inhibits the anaerobic enzyme. The anaerobic enzyme has interesting evolutionary aspects since it might reflect on an activity that in the absence of oxygen made possible the transition from an "RNA world" into a "DNA world."