2022 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on novel functions of D-branched-chain amino acids (D-BCAA) in lactic acid bacteria
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18K05412
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
牟田口 祐太 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (30724314)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 乳酸菌 / アミノ酸 / D-アミノ酸 / 分岐鎖アミノ酸 / ラセマーゼ / エピメラーゼ / 膜輸送 / トランスポーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
推定アミノ酸膜輸送体遺伝子の機能解析
乳酸菌Lactobacillus buchneri JCM 1115のゲノム中でイソロイシン2-エピメラーゼ（Ise）遺伝子に隣接する推定アミノ酸膜輸送体（Amino acid transporter: AT）遺伝子の発現タンパク質について、D-分岐鎖アミノ酸（D-BCAA）に加え、種々のD-およびL-アミノ酸に対する膜輸送活性を調べた。
該当年度は、該当推定AT遺伝子の乳酸菌Lactococcus lactisを宿主とした異種発現系を構築し、推定ATタンパク質の発現を誘導した菌体を用いて、推定ATによる細胞内へのアミノ酸取込み活性を検討した。洗浄した菌体にアミノ酸溶液を加え、一定時間インキュベート後、菌体破砕液中のアミノ酸濃度（nmol/mL）とタンパク質濃度（mg/mL）を測定した。これらの測定値から細胞内アミノ酸量（nmol/mg）を算出し、推定ATを発現させた菌体と発現させていない菌体で比較した。その結果、推定ATを発現させた方の菌体でD体およびL体のイソロイシン、バリン、ロイシン、フェニルアラニン、メチオニン量が有意に高くなっており、本推定ATがこれらのアミノ酸の取込み活性を有するアミノ酸インポーターであることが示唆された。一方、セリン、アスパラギン酸、アルギンのDおよびL体に対する取込み活性は検出されなかった。乳酸菌においてD-BCAA取込み活性をもつ膜輸送体が報告された例は無く、本研究で初めて同定することに成功した。さらに、本酵素で活性が検出された5種のD-アミノ酸の膜輸送を担うタンパク質は全生物種で殆ど報告例がない。よって、本研究成果は細菌種におけるD-アミノ酸利用をさらに理解する上で新規性の高い知見となる。
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