Biosynthesis and Metabolism of Cell-Cell Communication Molecules for the Quorum Sensing Mechanism of Ralstonia solanacearum

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02899
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: Kai Kenji 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (40508404)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大西 浩平 高知大学, 教育研究部総合科学系生命環境医学部門, 教授 (50211800) ; 三浦 夏子 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 助教 (80724559)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 青枯病菌 / クオラムセンシング / 生合成 / 代謝

Outline of Final Research Achievements

Ralstonia solanacearum, a devastating disease of eggplant and other crops, regulates the expression of its virulence by a quorum sensing (QS) system. In this study, we investigated the biosynthesis and metabolism of 3-OH MAME, which functions as a cell-cell communication molecule in the R. solanacearum QS system. 3-OH MAME is produced in a stereo- and chain length-specific manner by a biochemical mechanism in which 3-OH MA is stereospecifically excised from its ACP-bound form by a thioesterase, and then methyl esterified by the methyltransferase PhcB. We also obtained candidate genes for esterases that may be involved in the degradation of 3-OH MAME.

Free Research Field

天然物化学・生物有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

重要植物病原細菌である青枯病菌のQSシグナル分子の生合成・代謝という動態を明らかにすることは、病原力発現機構の巧妙さを学術的に明らかにすることに直結する。特に、QSのスイッチオン・スイッチオフの両機構におけるこれまでの知見は極めて曖昧なものであった。本研究を通して、その生化学的な側面の一端を明らかにできたと考えられる。さらに、このような知見は、QS制御による青枯病防除法の開発にも貢献しうる。特に、脂肪酸合成系・分解系をターゲットにする薬剤はこれまでに多く開発されてきたことから、そのような化合物群の中に有望なQS分子合成あるいは代謝の制御剤が含まれている可能性がある。