Studies on lactic acid bacteria containing hydroxyl fatty acid having tolerance against stress conditions

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26450180
• Research Institution: Miyagi University
• Principal Investigator: 金内 誠 宮城大学, 食産業学部, 准教授 (70404845)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ヒドロキシ化酵素 / 乳酸菌 / 10-ヒドロキシステアリン酸

Outline of Annual Research Achievements

Lactobacillus sakei Y-20株のFAHase遺伝子欠損変異株は、薬剤耐性カセットを含むDNAを用いて作製し、FAHaseのストレス条件下での生育条件への影響を検討した。それにより、ヒドロキシ脂肪酸へ高変換及び高蓄積する微生物学的意義を明らかにすることとした。
まず、Y-20株のオレイン酸をヒドロキシ脂肪酸へ変換するFAHaseの活性について検討したところ、L. sakeiの標準株より、4倍高かった。また、10-ヒドロキシステアリン酸は、細胞膜画分に蓄積された。次に、温度条件、pH条件、アルコール条件、金属イオン存在のストレス環境下で培養した。オレイン酸を添加した条件において、15％アルコール、pH、Cu2+、Fe2+のストレス条件下でも、増殖し、生存率も高かった。一方、ヒドロキシ化酵素遺伝子を欠損させた組み換え株のFAHase活性は低下し、ストレス耐性も低下した。ヒドロキシ脂肪酸生産量は、Y-20株と比較しても約10％程度であった。rt-PCRを用いた各代謝遺伝子の発現量の比較において、ヒドロキシ化酵素欠損株は、通常株と比較し、FAHaseは低いものであった。また、脂肪酸合成や膜輸送に関わるようなタンパク質の発現においても、CPX-ATPaseは0.96倍、OpuAは0.67倍、cla-dh は0.09倍、fabⅠは0.72倍、DnaK は0.61倍と遺伝子発現量が低下した。特に、FAHaseの遺伝子破壊後、遺伝変異のない膜輸送タンパク質（OpuA）及び脂肪酸代謝遺伝子（fabⅠ）は発現量が大きく低下していた。このことから、FAHaseは細胞膜を介した物質輸送や脂肪酸の代謝に関与し、ヒドロキシ脂肪酸が耐ストレスに関わる物質であると考えられた。