2021 Fiscal Year Research-status Report
黒色Aspergillus属特異的な細胞壁多糖ニゲランの機能と生合成機構の解明
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19K15737
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
上地 敬子 琉球大学, 農学部, 助教 (70733426)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ニゲラン / 窒素源飢餓 / Aspergillus luchuensis / 細胞壁多糖 / α-1,3-グルカン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
黒麹菌Aspergillus luchuensisなど一部のAspergillus属糸状菌は窒素源飢餓時にニゲランという細胞壁多糖を合成することが知られている。しかしながらニゲラン合成のメカニズムや生理学的な意義については不明な点も多く，知見が少なかった。これまでにA. luchuensisを供試菌として窒素源の存在／非存在下でのRNA-seq解析，遺伝子相補試験を実施し，ニゲラン合成酵素遺伝子を同定した。またニゲラン合成酵素遺伝子に隣接するふたつの遺伝子の翻訳産物がニゲランの生産量と分子量に影響についてin vivoで検証した。今年度はこれらのニゲラン合成関連酵素の性質を明らかにするために大腸菌や糸状菌を宿主とする組換え発現系を構築し，酵素学的な特性の解析を進めた。また，ニゲランの基本構造（D-グルコースがα-1,3-とα-1,4-グリコシド結合を交互に繰り返す構造）を合成すると考えられるニゲラン合成酵素の細胞内ドメインに変異を導入したニゲラン合成酵素遺伝子導入株を作製し，ニゲラン生産能への影響を検討したが，ニゲラン生産を確認することはできなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度はニゲラン合成酵素遺伝子とニゲラン合成に関連する酵素遺伝子を同定するとともにニゲランの分子量への影響について検証し，得られた成果を論文として発表するに至った。ニゲラン合成に関連する酵素についてはニゲランに加え，その他のα-グルカンにも作用する実験結果が得られており，現在，詳細なデータの取得に向けて順調に研究が進捗している。
昨年度と同様にニゲラン合成酵素の細胞内ドメインに変異を導入した株がニゲラン生産を行わない要因についてははっきりとした結果が得られなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
ふたつのニゲラン合成関連酵素の酵素学的諸性質の解析を進めるとともに，in vivoでのニゲラン分子量の変化を説明（再現）できるか試験する。変異を導入したニゲラン合成酵素遺伝子の導入は保留とし，ニゲラン合成を担う機能ドメインを組換え酵素として発現させることを試みる。組換え酵素が得られた場合は，ニゲラン合成のドナー基質・アクセプター基質の同定を試みる。
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| Causes of Carryover |
当該年度は研究が進み始めたものの，期間内に予定していた実験まで到達しなかった。1年間研究期間を延長し，現在注力しているニゲラン合成関連酵素の機能解析を進め，論文発表を目指す。予算は酵素の機能解析にかかるカラム類や基質の購入費用に充てる。
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