2023 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of sulfur-assimilation mechanism in bifidobacteria
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20K05801
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| Research Institution | Setsunan University |
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Principal Investigator |
和田 大 摂南大学, 農学部, 教授 (00301416)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吹谷 智 北海道大学, 農学研究院, 教授 (10370157)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ビフィズス菌 / 硫黄代謝 / 含硫アミノ酸 / システイン / メチオニン / シスタチオニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ビフィズス菌のアミノ酸代謝，特に含硫アミノ酸（システイン (Cys)/メチオニン (Met) ）代謝の知見は不十分である．我々は，ビフィズス菌のCys/Met代謝の全容解明を目指しておりBifidobacterium longum subsp. longum 105-A（105-A株）のCys要求性はMetで代替可能であり，本菌がMetからCysへ代謝する逆流硫黄経路を有することを示した．現在，Cys/Met代謝に関与する酵素遺伝子の同定を進めている．遺伝子破壊実験により逆流硫黄経路後半のcystathionine-beta-synthase(CBS), cystathionine-gamma-lyase (CGL)をコードする遺伝子の同定を試みた結果，BL105A_0509 (0509)がCBSをBL105A_0510 (0510)がCGLをコードする遺伝子であると考えられた．
本研究では0509，0510を大腸菌で発現させて組換えタンパク質の機能解析を行った。組換え0509タンパク質はO-アセチルセリンとホモシステインからシスタチオニンを生成する活性を示したが，セリンは基質とせず，O-acetylserine dependent CBS (EC 2.5.1.134)であることが明らかになった。一方，同様に調製した組換え0510は有意なcystathionine lyase活性を示さず，遺伝子破壊実験からの予想に反する結果となった．
さらに検討した結果，putative aminotransferaseとされているBL105A_1451遺伝子産物がシスタチオニンからホモシステインを与えるcystathionine-beta-lyase (CBL)活性を示すことを初めて明らかにした。
これらの結果から，ビフィズス菌の含硫アミノ酸代謝の全容に近づくことができた。
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