A challenge to homochirality in sugar catabolism----diversity in L-glucose catabolism
| Project/Area Number |
23K21163
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| Project/Area Number (Other) |
21H02094 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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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 | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
中村 顕 筑波大学, 生命環境系, 教授 (10207863)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢嶋 俊介 東京農業大学, 生命科学部, 教授 (90301548)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
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| Keywords | L-グルコース代謝 / Luteolibacter / Verrucomicrobia / スクリーニング / 酵素立体構造解析 |
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| Outline of Research at the Start |
地球上の生命はD-グルコースを代謝するがL-グルコースは代謝できず、グルコース代謝にはホモキラリティーが存在する。申請者は門レベルで分類が異なる2種のL-グルコース資化菌を自然界から分離し、その代謝機構が異なることを明らかにしつつある。このことから、L-グルコース代謝機構には多様性があることが考えられる。さらに、自然界には多種多様なL-グルコース資化菌が存在することも考えられる。
本研究では、分離株のL-グルコース代謝機構の全貌と代謝酵素の立体構造を明らかにする。さらに分類の異なるL-グルコース資化菌の分離と解析を通じて、L-グルコース資化菌の多様性と代謝機構の多様性を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) LG18株のL-グルコース代謝関連遺伝子の同定 前年度までに同代謝経路の第3段階までの反応を司る酵素・遺伝子の同定(L-GDH, L-GnDH, C-4 epimerase)に成功した。本年度は第4段階以降の反応に関与する遺伝子を同定した。その結果、同代謝経路は7段階の反応で構成されることが明らかになった。さらに同定した各遺伝子の破壊株を作製したところ、全ての株がL-グルコース資化能を失っていることを明らかにした。また、C-4 epimeraseをコードするlguG遺伝子を除き、L-ガラクトース代謝能も同時に失うことを明らかにした。現在学術論文を執筆中である。
2) LG18株の分類学的検討 前年度のゲノムレベルでの検討に引き続き、細胞膜脂肪酸組成・脂質組成・キノン分析等の生化学的解析を行った。現在生理学的解析を行っている。
3) 新規L-グルコース資化菌のスクリーニング 前年度の実環境中でのL-グルコース資化菌の解析に引き続き、同一土壌からのL-グルコース資化菌の単離を行った。その結果、Rhizobiales目に属する複数の異なる属に分類される細菌の分離に成功した。現在その中から菌株を選定し、L-グルコース代謝経路の検討を行っている。
4) L-GDH, L-GnDHの結晶化と立体構造解析 前年度のL-GDHの結晶化に引き続き、X線結晶構造解析を行った。その結果、1.5オングストロームの解像度で構造を明らかにすることができた。現在酵素活性中心や基質認識に関わる残基を同定するため、部位特異的変異体の作製を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画1)については、遺伝子破壊株の取得に苦労する面もあったが、無事に完了し、論文執筆に至ることができた。他の研究計画についても順調に遂行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
予定している研究計画通りに遂行する予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
