2021 Fiscal Year Annual Research Report
Biosynthetic and ecological analysis of organohalogen compounds produced in the cellular slime mold fruiting bodies.
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19K05850
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
齊藤 玉緒 上智大学, 理工学部, 教授 (30281843)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 有機ハロゲン化合物 / 生合成 / ポリケタイド合成酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞性粘菌の Steely酵素は、I型ポリケタイド合成素(PKS)とIII型PKSが融合するという特異な構造を持つ唯一のPKSである。 これまでの研究によって、 SteelB酵素がI型PKSとIII型PKSを切り離してLCC-1という塩化ジベンゾフランを合成していることを発見した。この研究成果に基づき本研究では以下の３点の解明を目指した。①二つのPKSの融合と切り離しの意義。②酵素の構造変化によって作られる有機塩化化合物の抗菌活性。③stlB欠損株の子実体に見る有機塩化化合物の生態学的役割。
具体的内容：２１年度は引き続きSteelyB酵素によって作られる微量成分の単離を試みた。予想通り微量で単離が困難であったため、柄細胞の部分でSteelyB酵素のIII型PKSを過剰発現させることによって合成量を上げることができるのではないと考え、過剰発現株を作成した。しかし、予想に反して微量成分はほとんど増加せず、精製にまでは至らなかった。これと同時に野生型株の塩化ジベンゾフランの合成能を比較し、V１２M２株が最も多く塩化ジベンゾフランを合成することがわかったので、この株を用いて精製を進めた。生態学的な機能解析では、土壌環境で発生させたSteelyB欠損株では子実体が小型化しており、生存に不利益があることが確認された。
意義・重要性： 当初は２つのPKSの融合と分離に着目していたが、SteelyB酵素の産物のスイッチは酵素の構造変化、発現場所の変化とそれに伴う修飾酵素の組み合わせの変化という一連の変化によってもたらされていることが確認され、重要な成果を得ることができた。微量成分の解析は当初思っていたよりも困難ではあるが、欠損株の子実体には不利益が見られることから細胞性粘菌の生存戦略としての意義を見出した。具体的な生物間コミュニケーションについては引き続き検証する必要がある。
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