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大腸菌のインプレノイド生合成の研究-新規代謝経路の解明と調節機構の検討

研究課題

研究課題/領域番号 08458169
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物有機科学
研究機関東北大学

研究代表者

西野 徳三  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90005827)

研究分担者 大沼 信一  東北大学, 工学部, 助手 (30221831)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
1997年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1996年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
キーワードプレニルトランスフェラーゼ / ファルネシル二リン酸 / 大腸菌 / 変異導入 / ゲラニルゲラニル二リン酸 / ファルネシルニリン酸
研究概要

1.大腸菌のファルネシル二リン酸合成酵素ヌル変異体においてこれまでに見いだされていなかった新規なプレニルトランスフェラーゼ活性を2種類検出した。これらの酵素の存在量は微量であったが、ヌル変異体の生育において欠損酵素の機能を代替していると考えられた。それらは精製溶媒に界面活性剤を添加することで精製が可能となるなど膜タンパク質様の性質を示したが、性質決定の結果1つはオクタプレニル二リン酸合成酵素であり、もう1つはファルネシル二リン酸およびそれ以上の鎖長を持つプレニル二リン酸を合成していることが分かった。
2.大腸菌内を用いたプレニル二リン酸の生産を目的とし、プレニルトランスフェラーゼの生成物鎖長制御機構の解明を試みた。ランダム変異の導入により中等度好熱性細菌および高度好熱性古細菌のプレニルトランスフェラーゼの生成物鎖長の改変に成功し、その結果プレニルトランスフェラーゼ間には共通に2つのアラパラギン酸リッチな配列が存在するが、そのうち最初の配列から5残基上流に位置するアミノ酸残基が鎖長制御に重要であることを明らかにした。これらはプレニルトランスフェラーゼの生成物鎖長の人為的な制御を可能にした初めての報告である。さらに様々な生物種のプレニルトランスフェラーゼについてその周辺の領域を比較し、その結果に基づいた変異導入を行うことによりプレニルトランスフェラーゼの鎖長制御機構が系統発生学的に区別できることを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (37件)

  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma et al.: "Identification and Chardcterization of Geranylgeraniol Kinase and Geranylgeranyl Phosphate Kinase from Archaebacterium Sulfolobus acidocaldarius" J.Biochem.119. 541-547 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Fujisaki et al.: "Cloning of a Gene from Escherichia coli that Confers Pesistance to Fosmidomycin as a Consequence of Amplification" Gene. 175. 83-87 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma et al.: "Conversion from Farnesyl Diphosphate Synthase to Geranylgoranyl Diphosphate Synthase by Random Chemical Mutagenesis" J.Biol.chem.271. 10087-10095 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Okada et al.: "Polyprenyl Diphosphate Synthase Essentially Defines the Length of the Side Chain of Clbiguinone" Biochim.Biophys.Acta. 1302. 217-223 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Koyama et al.: "Identification of Significant Residues in the Substrate Binding Site of Bacillus stearothermophilus Farnesyl Diphosphate Synthase" Biochomistry. 35. 9533-9538 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma: "Conversion of Product Specificity of Archaebacterial Geraylgerany-diphosphate Synthase" J.Biol.chem.271. 18831-18837 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma et al.: "A Role of the Amino Acid ResidueLocated on the Fifth Position before the First Aspartat-rich Motif of Farnesyl Diphosphorte Synthouse on Determination of the Final Product" J.Biol.chem.271. 30748-30754 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma et al.: "Effects of Random Mutabenesis ina Putative Substrate-Binding Domain of Geranylgeravnyl Diphosphate Synthase upon Intermediate Formation and Substrate Specificity" J.Biochem.121. 696-704 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma et al.: "Conversion from Archeal Geranylgeranyl Diphosphate Synthase to Farnesyl Diphosphate Synthase" J.Biol.chem.272. 5192-5198 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nagaki et al.: "An Artificial Substrate for the Thermostable Farnesyl Diphosphate Synthase from Bacillus stearathernophilus" Chem.Lett.497-498 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西野 徳三: "エーテル脂質生合成の初期段階" 日本油化学会誌. 46. 25-34 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kubo et al.: "Cys2/His2 Zinc-finger Protein family of Petunia:Evolction and General Meohanism of Target-sequence Pcecognition" Nucleic Acid Res.(in pross). (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma et al.: "Recognition of Allylic Sobstrates in Suldlobrs acidocaldarius Geranylgeranyl Diphosphote Synthase-Analysis UsingMutated Enzymes and Astificial Allylic Substrates" J.Biochem.(in pross). (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hemmi et al.: "Iolentification of lynes that Affect the Lycopene Formation in Esoherichia coli Transformed with Carotenoid Biosynthetic Genes.-Candidates for Eorly Steps of clsoprenoid Biosynthesis-" J.Biochem.(in pross). (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma, M.Watanabe, and T.Nishino: "Identification and Characterization of Geranylgeraniol Kinase and Geranylgeranyl Phosphate Kinase from the Archaebacterium Sulfolobus acidocaldarius." J.Biochem.119. 541-547 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Fujisaki, S.-i.Ohnuma, T.Horiuchi, I.Takahashi, S.Tsukui, Y.Nishiyama, T.Nishino, M.Kitabatake, and H.Inokuchi: "Cloning of a Gene from Escherichia coli that Confers Resistance to Fosmidomycin as a Consequence of Amplification." Gene. 175. 83-87 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.i.Ohnuma, T.Nakazawa, H.Hemmi, A.-M.Hallberg, T.Koyama, K.Ogura, and T.Nishino: "Conversion from Farnesyl Diphosphate Synthase to Geranylgeranyl Diphosphate Synthase by Randam Chemical Mutagenesis" J.Bio.Chem.271. 10087-10095 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Okada, K.Suzuki, Y.Kamiya, X.Zhu, S.Fujisaki, Y.Nishimura, T.Nishino, T.Nakagawa, M.Kawamukai, and H.Matsuda: "Polyprenyl Diphosphate Synthase Essentially Defines the Length of the Side Chain of Ubiquinone." Biochim.Biophys.Acta.1302. 217-223 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Koyama, M.Tajima, H.Sano, T.Doi, A.Koike-Takeshita, S.Obata, T.Nishino, and K.Ogura: "Identification of Significant Residues in the Substrate Binding Site of Bacillus stearothermophilus Farnesyl Diphosphate Synthase." Biochemistry. 35. 9533-9538 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-i. Ohnuma, k.Hirooka, H.Hemmi, C.Ishida, C.Ohto, and T.Nishino: "Conversion of Product Specificity of Archaebacterial Geranylgeranyl-diphosphate Synthase" J.Biol.Chem.271. 18831-18837 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma, K.Narita, T.Nakazawa, C.Ishida, Y.Takeuchi, C.Ohto, and T.Nishino: "A Role of the Amino Acid Residue Located on the Fifth Position before the First Aspartate-rich Motif of Farnesyl Diphosphate Synthase on Determination of the Final Product." J.Biol.Chem.271. 30748-30754 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma, H.Hemmi, C.Ohto, H.Nakane, and T.Nishino: "Effects of Random Mutagenesis in a Putative Substrate-Binding Domain of Geranylgeranyl Diphosphate Synthase upon Intermediate Formation and Substrate Specificity" J.Biochem.121. 696-704 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma, K.Hirooka, C.Ohto, and T.Nishino: "Conversion from Archeal Geranylgeranyl Diphosphate Synthase to Farnesyl Diphosphate Synthase" J.Biol.Chem.272. 5192-5198 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nagaki, T.Koyama, T.Nishino, K.Shimizu, Y.Maki, and K.Ogura: "An Artificial Substrate for the Thermostable Farnesyl Diphosphate Synthase from Bacillus stearothermophilus" Chem.Lett.497-498 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nishino: "Early Steps of Biosynthesis of Ether Lipids in Archaebacteria." J.Jpn.Oil Chem.soc.46. 25-34 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kubo, A.Sakamoto, A.Kobayashi, Z.Rybka, Y.Konno, H.Nakagawa, T.Nishino, and H.Takatsuji: "Cys2/His2 Zinc-finger Protein family of Petunia : Evolution and General Mechanism of Target-sequence Recognition" Nucleic Acid Res.(in press.). (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma, H.Hemmi, T.Koyama, K.Ogura, and T.Nishino: "Recognition of Allylic substrates in Sulfolobus acidocaldarius Geranylgeranyl Diphosphate Synthase.-Analysis Using Mutated Enzymes and Artificial Allylic Substrates-" j.Biochem.(in press.). (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hemmi, S.-i.Ohnuma, k.Nagaoka, and T.Nishino: "Identification of Genes that Affect the Lycopene Formation in Escherichia coli transformed with Carotenoid Biosynthetic Genes. -Candidates for Early Steps of Isoprenoid Biosynthesis-" J.Biochem.(in press.). (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma et al.: "Identification and Charactenzation of Geranylgeranyl Phoshate Kinase from the Archaebactorinm Sulfolbus aidocaldarins" J.Biochem.119. 541-547 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma et al.: "Conversion from Fornesyl Diphosphate Synthase to Geranylgeranyl Diphosphate Synthase by Random Chemicol Mutagenesis" J.Biol Chem.271. 10087-10095 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma et al.: "Conversion of Product Specificity of Arohaelacterial Geranylgeranyl diphosphate Synthase" J.Biol Chem.271. 18831-18837 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma et al.: "A Role of the Aminc Acid Residue Located on the Filth Posilion bufore the First Aspartate-rich Motif of Fornesyl Diphosphate Synthase on Dctermination of the Finecl Product" J.Biol Chem.271. 30748-30754 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma et al.: "Effects of Rumdom Mutagenesis in a Putatine Substrute-linling Domain of Geranylgeranyl Diphosphate Synthase upon Lntermediate Formation and Substrste Specificity" J.Biochem.121. 696-704 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.-i.Ohnuma et al.: "Conversion from Arohaeal Geranylgeranyl Diphosphate Synthase to Farnesyl Diphosphate Synthase" J.Biol Chem.272. 5192-5198 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S. Ohnuma: "Identification and Characterization of Geranylgeranyl Phosphate Kinase from the Archaebacterium Sulfolobus acidcaldarius" J. Biochem.119. 541-547 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S. Ohnuma: "Conversion from Farnesyl Diphosphata Synthase to Geranylgeranyl Diphosphata Synthase by Random Chemical Mutagenesis" J. Biol. Chem.271. 10087-10095 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S. Ohnuma: "Conversion of Product Specificity of Archaebacterial Geranylgeranyl diphosphata Synthase" J. Biol. Chem.271. 18831-18837 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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