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原核微生物におけるC1化合物固定酵素反応の分子基盤とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 15380061
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 応用微生物学
研究機関京都大学

研究代表者

加藤 暢夫  京都大学, 農学研究科, 教授 (50026556)

研究分担者 阪井 康能  京都大学, 農学研究科, 助教授 (60202082)
由里本 博也  京都大学, 農学研究科, 助手 (00283648)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
16,200千円 (直接経費: 16,200千円)
2004年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2003年度: 12,300千円 (直接経費: 12,300千円)
キーワードメチロトローフ / ホルムアルデヒド / Pyrococcus horikoshii / 枯草菌 / Mycobacterium gastri / メタン生成菌 / Hps / Phi / メタノール / ホルムアルデヒド固定反応 / Mycobacterium gastri MB19
研究概要

ホルムアルデヒド固定反応を触媒するリブロースモノリン酸経路の2つの鍵酵素ヘキスロースリン酸シンターゼ(Hps)とホスホヘキスロイソメラーゼ(Phi)は、細菌からアーケアまでに普遍的に存在する。本研究では細菌のHps,Phi遺伝子の発現調節機構およびアーケアのHps,Phiの触媒機能や生理的意義に関する知見を得た。
1)細菌におけるhps/phiオペロンの発現調節機構:メチロトローフ細菌Mycobacterium gastriMB19および非メチロトローフ細菌である枯草菌のhps/phiオペロン上流に位置する調節タンパク質(RmpR,HxlR)について、そのDNA結合特性を解析した。特に枯草菌のHxlRタンパク質はhps遺伝子上流のDNA配列に特異的に結合し、ホルムアルデヒド依存的なhps/phiオペロンの発現に関わる新規転写活性化因子であることを明確にした。
2)アーケアのHps,Phiの機能解析:超好熱性アーケアPyrococcus horikosiiではHpsとPhiが単一ORFにコードされ、融合酵素を生産する。Hps部分、Phi部分と融合酵素を大腸菌で生産し、それぞれの触媒機能を明らかにした。HpsとPhiの融合により、融合酵素が膜画分に局在すること、Phiの耐熱性が向上すること、触媒効率が向上することなど融合酵素の特徴を明確にした。一方、メタン生成菌Methanosarcina mazeiにHpsを含む2種のORFを見出した。その1つは、Hpsとホルムアルデヒド活性化酵素(Fae)に相当する読み枠からなっていた。融合遺伝子、hps、faeそれぞれを大腸菌で発現させ、精製して性質を明らかにした。いずれのアーケアにおいてもHpsおよびPhiはホルムアルデヒドの固定反応だけでなく、その逆反応であるリボース5-リン酸の供給という糖代謝での重要な役割をもつ可能性が示唆された。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (14件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] HxlR, a member of the DUF24 protein family, is a DNA-binding protein that acts as a positive regulator of the formaldehyde-inducible hxLAB operon in Bacillus subtilis2005

    • 著者名/発表者名
      Yurimoto, H., et al.
    • 雑誌名

      Mol.Microbiol. (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The archaeon Pyrococcus horikoshii possesses a bifunctional enzyme for formaldehyde fixation via the ribulose monophosphate pathway2005

    • 著者名/発表者名
      Orita, I., et al.
    • 雑誌名

      J.Bacteriol. 187(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] HxlR, a member of the DUF24 protein family, is a DNA-binding protein that acts as a positive regulator of the formaldehyde-inducible hxlAB operon in Bacillus subtilis.2005

    • 著者名/発表者名
      Yurimoto, H., Hirai, R., Matsuno, M., Yasueda, H., Kato, N., Sakai, Y.
    • 雑誌名

      Mol.Microbiol. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The archaeon Pyrococcus horikoshii possesses a bifunctional enzyme for formaldehyde fixation via the ribulose monophosphate pathway.2005

    • 著者名/発表者名
      Orita, I., Yurimoto, H., Hirai, R., Kawarabayasi, Y., Sakai, Y., Kato, N.
    • 雑誌名

      J.Bacteriol. 187(in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The archaeon Pyrococcus horikoshii possesses a bifunctional enzyme for formaldehyde fixation via the ribulose monophosphate pathway2005

    • 著者名/発表者名
      Orita, I., et al.
    • 雑誌名

      J.Bacteriol. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 微生物の新規な代謝機能の解明とその応用に関する研究2004

    • 著者名/発表者名
      加藤暢夫
    • 雑誌名

      日本農芸化学会誌 78

      ページ: 548-555

    • NAID

      10013140406

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Novel metabolic functions of microorganisms and their application (in Japanese).2004

    • 著者名/発表者名
      Kato, N.
    • 雑誌名

      Nippon Nogeikagaku Kaishi 78

      ページ: 548-555

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 微生物の新規な代謝機能の解明とその応用に関する研究2004

    • 著者名/発表者名
      加藤暢夫
    • 雑誌名

      日本農芸化学会誌 78・6

      ページ: 548-555

    • NAID

      10013140406

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular characterization of glutathione-dependent formaldehyde dehydrogenase gene FLD1 from methylotrophic yeast Pichia methanolica2004

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, T., et al.
    • 雑誌名

      Yeast 21・5

      ページ: 445-453

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Three new thermotolerant methylotrophic yeasts, Candida krabiensis sp.nov., Candida sithepensis sp.nov., and Pichia siamensis sp.nov., isolated in Thailand2004

    • 著者名/発表者名
      Limtong, S., et al.
    • 雑誌名

      J.Gen.Appl.Microbiol. 50・3

      ページ: 119-127

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Formaldehyde fixation contributes to detoxification for growth of a nonmethylotroph, Burkholderia cepacia TM1, on vanillic acid2003

    • 著者名/発表者名
      Mitsui, R., et al.
    • 雑誌名

      Appl.Environ.Microbiol. 69

      ページ: 6128-6132

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] メチロトローフのホルムアルデヒド対策2003

    • 著者名/発表者名
      由里本博也ら
    • 雑誌名

      化学と生物 41

      ページ: 218-221

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formaldehyde fixation contributes to detoxification for growth of a nonmethylotroph, Burkholderia cepacia TM1, on vanillic acid.2003

    • 著者名/発表者名
      Mitsui, R., Kusano, Y., Yurimoto, H., Sakai, Y., Kato, N., Tanaka, M.
    • 雑誌名

      Appl.Environ.Microbiol. 69

      ページ: 6128-6132

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] How to cope with formaldehyde in methylotrophs (in Japanese).2003

    • 著者名/発表者名
      Yurimoto, H., Sakai, Y., Kato, N.
    • 雑誌名

      Kagakutoseibutsu 41

      ページ: 218-221

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yurimoto, H: "Alcohol dehydrogenases that catalyze methyl formate synthesis participate in formaldehyde detoxification in the methylotrophic yeast Candia boidinii"Yeast. 21(印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Komeda, T: "Cis-acting elements sufficient for induction of FDH1 expression by formate in the methylotrophic yeast Candida boidinii"Mol.Gen.Genomics. 270. 272-280 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsui, R: "Formaldehyde fixation contributes to detoxification for growth of a nonmethylotrophic Burkholderia cepacia TM1"Appl.Environ.Microbiol.. 69. 6128-6132 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 由里本博也: "メチロトローフのホルムアルデヒド対策"化学と生物. 41. 218-222 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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