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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Inhibitory mechanism of proline utilization by arginine in Saccharomyces cerevisiae

Research Project

Project/Area Number 21K05504
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

西村 明  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30781728)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsプロリン資化 / アルギニン / 酵母 / Saccharomyces cerevisiae / トランスセプター
Outline of Annual Research Achievements

これまでに、酵母のプロリン資化抑制機構にアルギニン(Arg)が関与していることが知られていた。本研究では、まず、Arg以外の塩基性アミノ酸がPro資化能に及ぼす影響を検討したところ、オルニチンやリジンもPut4のエンドサイトーシスを誘導することで、Pro資化抑制因子として働くことが分かった。次に、塩基性アミノ酸存在下でもプロリン資化が可能な変異株の分離を試み、4株を取得した。これら4株の全ゲノムDNA配列を決定したところ、全ての株でArgトランスポーターCan1をコードする遺伝子にアミノ酸置換を伴う変異(Gly434Cys, Leu161Pro, Gly224Cys, Ala379Ile)を見出した。また、これらのCan1変異体を解析した結果、Argトランスポーター活性は、Pro資化抑制の制御と無関係であることが明らかになった。このことから、Can1はArg取込み以外の機能を有することが示唆された。近年、トランスポーターの中で輸送活性以外に外部環境因子の受容体活性を持つタンパク質が報告されている。このような受容体様の機能を併せ持つトランスポーターは「トランスセプター」と呼ばれ、炭素源応答の主要制御系であるProtein kinase A(PKA)シグナルをcyclic AMP (cAMP)非依存的に活性化する。そこで、Can1もトランスセプターである可能性を考え、Arg添加時のPKAシグナルの活性化レベルを検討した。その結果、Arg添加によってCan1依存的にPKAシグナルが活性化することが判明した。また、その活性化はcAMP非依存的に起こることが示された。以上のことから、ArgはCan1依存的にPKAを活性化させ、Pro資化抑制の制御を行っていることが強く示唆された。さらに、Can1はPKAの触媒サブユニットと直接結合し、プロリン資化抑制を制御していることも判明した。

  • Research Products

    (12 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 7 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] UC Davis(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      UC Davis
  • [Journal Article] Longevity control by supersulfide-mediated mitochondrial respiration and regulation of protein quality2024

    • Author(s)
      Nishimura Akira、Yoon Sunghyeon、Matsunaga Tetsuro、Ida Tomoaki、Jung Minkyung、Ogata Seiryo、Morita Masanobu、Yoshitake Jun、Unno Yuka、Barayeu Uladzimir、Takata Tsuyoshi、Takagi Hiroshi、Motohashi Hozumi、van der Vliet Albert、Akaike Takaaki
    • Journal Title

      Redox Biology

      Volume: 69 Pages: 103018~103018

    • DOI

      10.1016/j.redox.2023.103018

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Functional analysis of feedback inhibition-insensitive aspartate kinase identified in a threonine-accumulating mutant of Saccharomyces cerevisiae2024

    • Author(s)
      Isogai Shota、Nishimura Akira、Inoue Akiko、Sonohara Shino、Tsugukuni Takashi、Okada Tomoyuki、Takagi Hiroshi
    • Journal Title

      Applied and Environmental Microbiology

      Volume: 10 Pages: e0015524

    • DOI

      10.1128/aem.00155-24

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of an arginine transporter in Candida glabrata2023

    • Author(s)
      Nishimura Akira、Tanahashi Ryoya、Nakagami Kazuki、Morioka Yuto、Takagi Hiroshi
    • Journal Title

      The Journal of General and Applied Microbiology

      Volume: 69 Pages: 229~233

    • DOI

      10.2323/jgam.2023.03.003

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthesis of Sulfides and Persulfides Is Not Impeded by Disruption of Three Canonical Enzymes in Sulfur Metabolism2023

    • Author(s)
      Zainol Abidin Qamarul Hafiz、Ida Tomoaki、Morita Masanobu、Matsunaga Tetsuro、Nishimura Akira、Jung Minkyung、Hassan Naim、Takata Tsuyoshi、Ishii Isao、Kruger Warren、Wang Rui、Motohashi Hozumi、Tsutsui Masato、Akaike Takaaki
    • Journal Title

      Antioxidants

      Volume: 12 Pages: 868~868

    • DOI

      10.3390/antiox12040868

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Supersulfide catalysis for nitric oxide and aldehyde metabolism2023

    • Author(s)
      Kasamatsu Shingo、Nishimura Akira、Alam Md. Morshedul、Morita Masanobu、Shimoda Kakeru、Matsunaga Tetsuro、Jung Minkyung、Ogata Seiryo、Barayeu Uladzimir、Ida Tomoaki、Nishida Motohiro、Nishimura Akiyuki、Motohashi Hozumi、Akaike Takaaki
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 9 Pages: eadg8631

    • DOI

      10.1126/sciadv.adg8631

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] PKA-Msn2/4-Shy1 cascade controls inhibition of proline utilization under wine fermentation models2023

    • Author(s)
      Nishimura Akira、Tanahashi Ryoya、Nakazawa Hayate、Oi Tomoki、Mima Misaki、Takagi Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 136 Pages: 438~442

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2023.10.005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Isolation of Yeast Strains with Higher Proline Uptake and Their Applications to Beer Fermentation2023

    • Author(s)
      Tanahashi Ryoya、Nishimura Akira、Nguyen Minh、Sitepu Irnayuli、Fox Glen、Boundy-Mills Kyria、Takagi Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of Fungi

      Volume: 9 Pages: 1137~1137

    • DOI

      10.3390/jof9121137

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Regulations and functions of proline utilization in yeast Saccharomyces cerevisiae2023

    • Author(s)
      Nishimura Akira
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 88 Pages: 131~137

    • DOI

      10.1093/bbb/zbad165

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 酵母におけるプロリン資化抑制機構の解明 -プロリンを含まないワイン・ビール製造への挑戦-.2024

    • Author(s)
      西村 明, 高木 博史
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Invited
  • [Presentation] 出芽酵母のアミノ酸代謝による細胞寿命制御2024

    • Author(s)
      西村 明
    • Organizer
      発酵懇話会
    • Invited
  • [Remarks] リサーチマップ

    • URL

      https://researchmap.jp/akira_nishimura/presentations

URL: 

Published: 2024-12-25  

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