Identification of D-amino acid metabolic pathways in hyperthermophile

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05348
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: Miyamoto Tetsuya 北里大学, 薬学部, 講師 (10739238)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: D-アミノ酸 / アミノ酸ラセマーゼ / D-アミノ酸アミノトランスフェラーゼ / 多機能型酵素 / ペプチドグリカン / 超好熱菌

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to identify novel D-amino acid metabolic pathways in hyperthermophile Thermotoga maritima. We identified several enzymes that have D-amino acid-metabolizing activity through functional analysis of various enzymes. These enzymes displayed several different activities associated with amino acid metabolism. These studies also revealed that D-glutamate, which is an important component in bacterial peptidoglycan, is produced by novel D-amino acid aminotransferase in T. maritima.

Free Research Field

生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細菌においてD-アミノ酸は、細菌の環境適応に関わる重要な生理的機能分子である。超好熱菌 Thermotoga maritima のペプチドグリカンは、3種類のD-アミノ酸を含み、ユニークな構造を有している。本研究においては、このうちD-グルタミン酸の合成経路を明らかとしており、これは細菌の環境適応機構を理解する上で非常に重要である。また、D-アミノ酸が多機能型代謝酵素を介して代謝されるという新規のD-アミノ酸代謝経路を見出したことは、各種生物におけるD-アミノ酸バイオシステムの理解にも繋がる重要な発見である。