2021 Fiscal Year Annual Research Report
Basic Poly(amino acid) World: Quasi-ubiquitous Peptides for the Survival Strategy of Actinomycetes
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19K05798
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
竹原 宗範 滋賀県立大学, 工学部, 講師 (30275169)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 塩基性ポリアミノ酸 / ポリ(ε-L-リシン) / ポリ(γ-L-ジアミノ酪酸) / ポリ(γ-D-ジアミノ酪酸) / ポリ(L-ジアミノプロピオン酸) / 抗菌性 / 相乗効果 / 環境応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で，抗菌性の塩基性ポリアミノ酸であるポリ(ε-L-リシン)（ε-PL）の放線菌による「準普遍的」な生産に着目し，ε-PLおよび類縁ポリマーの生産と機能に関する生物学的意義を調査した。
これまでに，(1) いくつかのε-PL 生産株が，くし状構造を特徴とするポリ(L-ジアミノプロピオン酸)を併産することを見出し，その抗菌活性を評価した。また，(2) 特定の放線菌株が生産するポリ(γ-D-ジアミノ酪酸)（γ-D-PAB）は，その鏡像体ポリマーであるポリ(γ-L-ジアミノ酪酸)（γ-PAB），あるいはε-PLなどと異なり，弱酸性下で生合成されることがわかった。γ-D-PABをε-PLと併用することで，枯草菌や出芽酵母に対して抗菌能の発現に相乗効果をもたらした。
さらに，これらポリマーの環境応答分子としての性質を調査し，以下の知見を得た（最終年度成果）。(3) ε-PL/γ-PAB併産菌のいずれか一方のポリマー生合成遺伝子を破壊した変異体は，強酸性条件において，野生型より生育が旺盛になった。生産したポリマーを菌体表層に「まとう」ことでpH恒常性を維持する一方で，その生産には著しいエネルギー消費を伴うことから，ポリマーの過剰な生産は生育に抑制的に働くことが考えられた。 (4) 高密度生育下において，ε-PL生産を停止する菌株がある。これら菌株を低密度で培養する際，ブチロラクトン誘導体（菌体密度を感知するシグナル分子として知られている）を添加したところ，無添加区と比較してε-PL生産性に有意差は認められなかった。新規な生産制御機構の関与が示唆された。 (5) ε-PL生産株に鉄イオンを添加して培養したところ，無添加区と比較してポリマー生産性に有意差は認められなかった。ε-PLにはシデロフォア（鉄イオンを捕捉する化合物）様の性質は備わっていないことが考えられた。
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