2021 Fiscal Year Annual Research Report
細菌のω-3系高度不飽和脂肪酸の代謝に関わる新規タンパク質の探索と機能解明
| Project/Area Number |
19K15733
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
小川 拓哉 京都大学, 化学研究所, 助教 (40756318)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | ω3高度不飽和脂肪酸 / エイコサペンタエン酸 / ドコサヘキサエン酸 / 微生物変換 / β-酸化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ω3高度不飽和脂肪酸であるエイコサペンタエン酸 (EPA) やドコサヘキサエン酸 (DHA) は人の健康を維持・増進する働きがある。これらの有用脂肪酸の微生物生産系の開発が世界的に進められており、微生物のEPA/DHA代謝やその制御のより深い理解が望まれる。本研究では海洋性細菌Shewanella livingstonensis Ac10の 1) DHA-EPA変換経路の解明と、2) EPA/DHA生産菌に特有な遺伝子の解析に取り組んだ。
1) DHA-EPA変換がβ酸化、またはこれに類似した代謝経路を介して行われることを想定し、β酸化酵素とそのホモログ酵素に注目した。それらの酵素について、遺伝子破壊株のDHA-EPA変換能や組換え酵素の活性を調べ、本変換反応への関与を検証した。その結果、責任酵素としてβ酸化酵素である2,4-ジエノイル-CoA還元酵素 (FadH) とアシル-CoA脱水素酵素 (FadE1) を同定した。さらに、本変換にリン脂質合成酵素PlsC1が関与することを見出したことから、β酸化がリン脂質合成と共役する可能性を考え、最終年度はβ酸化酵素とPlsC1の相互作用について検証した。二分子補完法とプルダウンアッセイにより相互作用を分析したが、現在のところ実証には至っていない。
2) 海洋性のEPA/DHA生産菌に特有な機能未知遺伝子６つに注目し、S. livingstonensis Ac10の遺伝子破壊株を作製した。それらの4 ℃でのEPA生産量を分析した結果、EPA量が最大で6倍増大することがわかった。このことから当該遺伝子による発現制御を考え、本来EPAを生産しない18 ℃でも分析を行った。その結果、野生株と同じく18 ℃ではEPAを生産せず、EPA生産の温度依存的な制御には関わらないことがわかった。
以上の研究成果により、微生物のEPA/DHAの新しい代謝経路、代謝制御に関わる遺伝子を明らかにした。これらの成果について論文2報を報告し、学会発表を6件行った。
|
