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細菌細胞表層の動的構造-体腔形成と分子・情報輸送-

Research Project

Project/Area Number 09876026
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 応用微生物学・応用生物化学
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

村田 幸作  京都大学, 食料科学研究所, 教授 (90142299)

Project Period (FY) 1997 – 1998
Project Status Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 1998: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 1997: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsスフィンゴモナス / 細菌細胞表層構造 / ABCトランスポーター / 高分子膜輸送 / 細胞表層工学 / 分子標的 / ピット / 体腔構造 / ATP分解酵素 / トランスポーター / スフィンゴモナス属細菌 / 体腔 / アルギン酸 / アルギン酸リアーゼ
Research Abstract

土壌分離細菌SPhingomonas sp.A1は、高分子多糖アルギン酸を炭素源として利用する。 しかし、アルギン酸は菌体外に存在するが、本菌の低分子化酵素アルギン酸リアーゼは細胞質に局在している。 アルギン酸リアーゼ以外に、アルギン酸低分子化酵素は存在しない。従って、この多糖は高分子のまま細胞内に取り込まれ、細胞内で低分子化されると考えられた。そこで、細胞表層とその超薄切片について「取り込みの分子装置」を検索した結果、細胞表層に巨大な体腔の形成を認め、超薄切片には細胞膜が細胞質に陥入した明瞭な部位の存在を確認した。さらに、体腔には多糖が濃縮されて存在し、体腔は細胞外の高分子物質の存否に依存して開閉することを明らかにした。具体的には、高分子多糖存在下で培養した細菌細胞の表層をムコ多糖染色すると、体腔に相当する部位が強く染色される。酵母エキス生育菌では染色されない。体腔のない酵母エキス生育菌をアルギン酸培地に移すと体腔が形成される。体腔形成細胞を、酵母エキス培地に戻すと体腔は消失する。これらの事実から、体腔が高分子物質(多糖)の輸送装置であることを確認した。低分子物質の細胞内取り込み機構は、単純拡散やエネルギー駆動(モーター)ポンプ、或いは、ボーリンゲートなどを対象に広く研究されている。細胞内で合成された高分子物質の分泌機構の研究も、世界中で行われている。しかし、高分子物質の取り込み機構に関する研究は類例がなく、本研究によって、微生物における高分子取り込み機構の存在を始めて証明した。また、高分子取り込み変異株を利用して取り込みに関わる遺伝子を分離し、体腔形成の機構とその発現制御機構、並びに体腔形成の情報伝達機構を検討する基礎を確立した。

Report

(2 results)
  • 1998 Annual Research Report
  • 1997 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All Other

All Publications (8 results)

  • [Publications] Tomohiro Hisano: "Pit structure of bacterial cell surface" Biochemical and Biophysical Research Communications. 220巻・3号. 979-982 (1996)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] Wataru Hashimoto: "Enzymatic and Genetic Bases on Assimilation,Depolymerization and Transport of Heteropolysaccharides in Bacteria." Journal o Bioscience and Bioengineering. 87巻・2号. 123-136 (1999)

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      1998 Annual Research Report
  • [Publications] 橋本渉: "ヘテロ多糖を食べる細菌" 化学と生物. 36巻・11号. 709-715 (1998)

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      1998 Annual Research Report
  • [Publications] Keiko Momma: "Special Cell Surface Structure and Macromolecule Transport/Depolymerization in Sphingomonads." Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. (発表予定). (1999)

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      1998 Annual Research Report
  • [Publications] Wataru Hashimoto: "Microbial System for Polysaccharide Depolymerization" Archives of Biochemistry and Biophysics. 339巻1号. 17-23 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] Kousaku Murata: "Hazard and Safety of Foods" Bulletin of the Research Institute for Food Science,Kyoto University. 60巻. 109-111 (1997)

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      1997 Annual Research Report
  • [Publications] 橋本 渉: "ヘテロ多糖を食べる細菌" 化学と生物(日本農芸化学会依頼原稿).

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      1997 Annual Research Report
  • [Publications] Kousaku Murata: "Novel Macromolecule Uptake Mechanism of a Bacterium Sphingomonassp.A1." Science. (投稿予定).

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      1997 Annual Research Report

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Published: 1997-04-01   Modified: 2016-04-21  

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