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2012 Fiscal Year Annual Research Report

”糖質資化のホモキラリティー”への挑戦!  《L-グルコース代謝機構の解析》

Research Project

Project/Area Number 21380054
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

中村 顕  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (10207863)

Project Period (FY) 2009-04-01 – 2013-03-31
KeywordsL-glucose代謝 / Paracoccus / L-glucose dehydrogenase / lgn operon / 転写調節
Research Abstract

1) Paracoccus sp. 43P株のL-glucose代謝経路の解明
43P株のL-glucose代謝について遺伝子及び酵素レベルで全体像を明らかにすることに成功した。すなわちLgdAによるL-glucoseの1位の酸化により生じたL-gluconateが、lgn cluster内のLgnH/LgnIによる酸化/還元反応によりD/L変換されてD-idonateが生じ、次いでLgnEによりKDGalへと変換され、さらにLgnF/LgnGによりpyruvateとGAPへと変換されることが明らかになった。
本代謝経路を構成するlgdA, lgnH, lgnI, lgnE破壊株を作製し、L-glucose及び中間代謝物の資化性について検討したところ、各破壊株は代謝経路上、上流の化合物に対する資化性を失うが、下流の化合物に対する代謝能には影響しないことが示された。この結果より推定されたL-glucose代謝経路が43P株内で実際に機能していることが明らかになった。
2) 43P株のlgn clusterの発現制御機構の解析
L-gluconate以降の代謝を司るlgn clusterの上流には、転写因子をコードするlgnRが存在していた。LgnRがlgn clusterの発現調節を担っていることが考えられたので、その解析を行った。lgn clusterが実際にはoperonとして転写されること、lgnR破壊株ではこのoperon及びlgnRの転写が脱抑制されること、転写開始点の同定、さらにはLgnRが両promoter領域に結合することを明らかにし、この結合が中間代謝物のD-idonateにより解除されることを明らかにした。以上の結果より、LgnRがlgn operon及びlgnR自身のrepressorとして機能し、D-idonateにより脱抑制が起こることを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] L-グルコース代謝機構の発見2013

    • Author(s)
      中村 顕
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー

      Volume: 71 Pages: 150-152

  • [Journal Article] An L-glucose catabolic pathway in Paracoccus species 43P.2012

    • Author(s)
      T. Shimizu, N. Takaya, and A. Nakamura
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 287 Pages: 40448-40456

    • DOI

      10.1074/jbc.M112.403055

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] L-glucose catabolic pathway in Paracoccus sp. 43P.

    • Author(s)
      T. Shimizu, N. Takaya, and A. Nakamura
    • Organizer
      American Society for Microbiology 112th general meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco (USA)
  • [Presentation] Paracoccus属細菌43P株のL-グルコース代謝経路

    • Author(s)
      清水哲、高谷直樹、中村顕
    • Organizer
      2012年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
    • Place of Presentation
      焼津グランドホテル
  • [Presentation] Paracoccus属細菌43P株のL-グルコース代謝経路

    • Author(s)
      清水哲、高谷直樹、中村顕
    • Organizer
      第2回モデル生物丸ごと一匹学会
    • Place of Presentation
      理研SPring-8
  • [Presentation] Paracoccus sp. 43P株のL-gluconate代謝関連遺伝子の発現制御機構の解析

    • Author(s)
      清水哲、中村顕
    • Organizer
      日本農芸化学会関東支部2012年度大会
    • Place of Presentation
      新潟薬科大学(新潟)
  • [Presentation] Paracoccus sp. 43P株のL-gluconate代謝関連遺伝子の発現制御機構の解析

    • Author(s)
      清水哲、中村顕
    • Organizer
      日本農芸化学会2013年度大会
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台)

URL: 

Published: 2014-07-24  

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