Identification of D-amino acid metabolic pathways in hyperthermophile
| Project/Area Number |
21K05348
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
宮本 哲也 北里大学, 薬学部, 講師 (10739238)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | D-アミノ酸 / アミノ酸ラセマーゼ / アミノ酸アミノトランスフェラーゼ / スレオニンアルドラーゼ / 多機能型酵素 / 超好熱菌 / O-アセチルホモセリンスルフヒドラーゼ / D-アミノ酸アミノトランスフェラーゼ / アセチルオルニチンアミノトランスフェラーゼ |
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| Outline of Research at the Start |
細菌においてD-アミノ酸は、細菌の環境適応において重要な生理的機能分子である。超好熱菌 Thermotoga maritima のペプチドグリカンは、3種類のD-アミノ酸を含み、ユニークな構造を有している。しかし、これらD-アミノ酸の代謝経路は明確になっていないため、その全容の解明を目指している。その過程で、2つの異なるD-アミノ酸代謝活性を有する新規の多機能型酵素を発見した。本研究では、この酵素を中心として、D-アミノ酸代謝に関連する酵素を同定し、その機能及び生理的役割を明らかにする。本研究は、各種生物におけるD-アミノ酸バイオシステムの理解にも繋がる重要な基盤研究である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、超好熱菌 Thermotoga maritima における新規のD-アミノ酸代謝経路を明らかとするために、これまでの知見に基づいて抽出した、推定アミノ酸代謝酵素の酵素学的機能解析により、D-アミノ酸代謝活性を有する酵素の同定を目指している。昨年度は、O-アセチルホモセリンスルフヒドラーゼがD-アミノ酸代謝活性を有する多機能型酵素であることを明らかにした。本年度は、昨年度から解析を行なってきた二種類の推定アミノ酸アミノトランスフェラーゼに加えて、L-allo-スレオニン (L-allo-Thr) アルドラーゼの機能解析を行った。
二種類の推定アミノ酸アミノトランスフェラーゼについて、一つはL-アスパラギン酸 (L-Asp) に対して特異性の高いAspアミノトランスフェラーゼであることが明らかとなった。もう一つのアミノトランスフェラーゼは、幅広いL-アミノ酸に対して活性を示したが、特にL-アラニン (L-Ala) に対して高い活性を示した。また、両酵素ともに数種類のアミノ酸に対して微弱なラセマーゼ活性を示すことを明らかとした。L-allo-Thrアルドラーゼは、高いアルドラーゼ活性を有しており、一方で微弱なアミノ酸ラセマーゼ活性も有していることが明らかとなった。
また、Alaラセマーゼを欠損させた高度好熱菌 Thermus thermophilus を作製した。この欠損株は、D-Alaを含まない培地では生育しないことを確認した。今後、この欠損株にT. maritimaの該当遺伝子を導入することで、T. maritima由来のアミノ酸代謝酵素がD-Ala合成に寄与するかどうかを検証する予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(27 results)
