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Exploration and Functional Elucidation of a Novel Protein Involved in the Metabolism of omega-3 Polyunsaturated Fatty Acids in Bacteria

Research Project

Project/Area Number 19K15733
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 38020:Applied microbiology-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Ogawa Takuya  京都大学, 化学研究所, 助教 (40756318)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsω-3系高度不飽和脂肪酸 / 脂質代謝 / 微生物変換 / エイコサペンタエン酸 / ドコサヘキサエン酸 / β-酸化 / ω3高度不飽和脂肪酸 / ω-3高度不飽和脂肪酸 / 海洋性細菌 / β酸化酵素 / Shewanella / 極限環境微生物 / β酸化 / Shewanella属細菌
Outline of Research at the Start

EPA/DHAの合成・分解・変換といった代謝やその制御に関する新しい知見を得るため、EPA/DHA代謝に関わり得る遺伝子をバイオインフォマティクス的な手法により推定し、EPA生産性細菌Shewanella livingstonensis Ac10を用いて遺伝子破壊株を作製してEPA生産性への影響を検証したり、同遺伝子にコードされるタンパク質の酵素としての働きを解析することで、EPA/DHA代謝に関わる未同定の遺伝子・タンパク質の探索および機能解析を行う。

Outline of Final Research Achievements

Aiming at developing a microbe-based ω-3 polyunsaturated fatty acids (PUFAs) production system, it is important to comprehensively understand ω-3 PUFA metabolism. In this study, I focused on the ability of the bacterium belonging to the genus Shewanella to metabolize ω-3 PUFA and tried to search for novel proteins that are related to PUFA metabolism. As a result, I revealed the mechanism of conversion from docosahexaenoic acid to eicosapentaenoic acid via a β-oxidation pathway and found the possible involvement of genes of unknown functions in the ω-3 PUFA metabolism or its regulation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

微生物のω-3 PUFAに関する既往の研究では合成反応に主眼が置かれ、分解や変換といった他の代謝経路や代謝の制御に関する知見が乏しかった。これらを含めたω-3 PUFA代謝の全容の理解は基礎生物学的にも、微生物の応用開発のうえでも重要である。本研究で新たに得られた知見は、微生物によるPUFA代謝の基礎的理解を広げるとともに、微生物を用いたω-3 PUFAの合成・変換系の構築や生産性向上を考えるうえで応用可能な知見である。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] ω3系高度不飽和脂肪酸の微生物変換の解析とその応用に関する研究2021

    • Author(s)
      小川拓哉
    • Journal Title

      IFO Research Communications

      Volume: 35 Pages: 135-135

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Bioconversion From Docosahexaenoic Acid to Eicosapentaenoic Acid in the Marine Bacterium Shewanella livingstonensis Ac102020

    • Author(s)
      Ogawa Takuya、Hirose Kazuki、Yusuf Yustina、Kawamoto Jun、Kurihara Tatsuo
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 11 Pages: 1-12

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.01104

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Role of acyl-CoA dehydrogenases from Shewanella livingstonensis Ac10 in docosahexaenoic acid conversion2020

    • Author(s)
      Yustina Yusuf, Takuya Ogawa, Jun Kawamoto, Tatsuo Kurihara
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 528 Issue: 3 Pages: 453-458

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.05.185

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 海洋性細菌による ω-3 高度不飽和脂肪酸の新奇代謝変換能2020

    • Author(s)
      小川拓哉、廣瀬和樹、Yustina Yusuf、川本 純、栗原達夫
    • Organizer
      日本ビタミン学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 における ω-3 系高度不飽和脂肪酸の代謝様式の解析2020

    • Author(s)
      小川拓哉、Yustina Yusuf、川本 純、栗原達夫
    • Organizer
      日本極限環境生物学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] In vitro and In vivo Analysis of FadH Protein from Shewanella livingstonensis Ac10 Involved in DHA Conversion2020

    • Author(s)
      Yustina Yusuf、廣瀬和樹、小川拓哉、川本 純、栗原達夫
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 海洋性Shewanella属細菌によるω-3系高度不飽和脂肪酸の変換経路の解明2019

    • Author(s)
      小川拓哉、廣瀬和樹、川本 純、栗原達夫
    • Organizer
      第66回日本生化学会近畿支部例会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Shewanella属細菌における新規エイコサペンタエン酸生産経路の解析2019

    • Author(s)
      小川拓哉、廣瀬和樹、川本 純、栗原達夫
    • Organizer
      酵素補酵素研究会2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Polyunsaturated Fatty Acid Conversion in Shewanella livingstonensis Ac102019

    • Author(s)
      Yustina Yusuf、廣瀬和樹、小川拓哉、川本 純、栗原達夫
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Shewanella livingstonensis Ac10の多価不飽和脂肪酸の変換におけるFadEの役割2019

    • Author(s)
      Yustina Yusuf、廣瀬和樹、小川拓哉、川本 純、栗原達夫
    • Organizer
      極限環境生物学会2019年度(第20回)大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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