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粘液細菌における新規シグナル物質ジアデノシンポリリン酸の機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07667
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学
研究機関香川大学

研究代表者

木村 義雄  香川大学, 農学部, 教授 (10243750)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード粘液細菌 / ジアデノシンポリリン酸 / Nudix hydrolase / アミノアシルtRNA合成酵素 / シグナル物質
研究成果の概要

粘液細菌は種々のストレス条件下でジアデノシンポリリン酸(Ap4AとAp5A)を数-5倍程度増加させたが、大腸菌などに比べその増加量は少なかった。本菌ではApnAは主にリシルtRNA合成酵素によって生成され、また、主にApaHによって分解された。apaH欠損変異株は、野生株より5-10倍程度高い細胞内ApnA濃度を示したが、ストレス耐性を示さず、逆に顕著な胞子形成の低下を示した。Ap5Aはアデニル酸キナーゼ活性を強く阻害し、エネルギーの恒常性が維持できなくなるため、本菌ではApnAはストレス条件下では機能を持たず、分解酵素によって逐次ヌクレオチドに分解され、低い濃度に保たれていると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

粘液細菌における種々のストレス条件下における細胞内ジアデノシンポリリン酸(ApnA)濃度の経時的変化とApnAの合成と分解に関わる主要な酵素を明らかにした。ApnA分解酵素欠損株では、細胞内のApnA濃度が5-10倍程度増加したが、種々のストレスに対して耐性にはならず、むしろ胞子形成の低下が見られた。
これらのことから、本菌はストレス条件下で生成されるApnAは本菌にとって有益に機能しないため、逐次分解しAMP、ADP及びATPにすることで特にAp5Aによるアデニル酸キナーゼの活性阻害を抑制し、エネルギーの恒常性を維持することで飢餓時での胞子形成を阻害させないようにしていることが示唆された。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Enzymatic characteristics of two adenylate kinases, AdkA and AdkB, from Myxococcus xanthus2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura Yoshio、Yamamoto Hiroyuki、Kamatani Shiori
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 165 号: 4 ページ: 379-385

    • DOI

      10.1093/jb/mvy112

    • NAID

      40021893485

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enzymatic characteristics of Nudix hydrolase 2 (Nud2), an 8-oxo-dGTP hydrolase from Myxococcus xanthus2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura, Y., Kajimoto, S, Yamamoto, Y., Tanaka, N.
    • 雑誌名

      Journal of General and Applied Microbiology

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007831088

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of major enzymes involved in the synthesis of diadenosine tetraphosphate and/or adenosine tetraphosphate in Myxococcus xanthus.2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura, Y., Tanaka, C., and Oka, M.
    • 雑誌名

      Current Microbiology

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 811-817

    • DOI

      10.1007/s00284-018-1452-x

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Substrate specificity of Nudix hydrolases from <i>Myxococcus xanthus</i>2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura, Y., Yamamoto, Y., Kajimoto, S., Sakai, A., and Takegawa, K.
    • 雑誌名

      The Journal of General and Applied Microbiology

      巻: 64 号: 2 ページ: 94-98

    • DOI

      10.2323/jgam.2017.07.001

    • NAID

      130006743072

    • ISSN
      0022-1260, 1349-8037
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic activity profile of polyphosphate kinase 1 from Myxococcus xanthus.2017

    • 著者名/発表者名
      Kamatani, S., Takegawa, K., and Kimura, Y.
    • 雑誌名

      Current Microbiology

      巻: 75 号: 4 ページ: 379-385

    • DOI

      10.1007/s00284-017-1391-y

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High concentrations of intracellular Ap4A and/or Ap5A in developing Myxococcus xanthus cells inhibit sporulation2017

    • 著者名/発表者名
      Kimura, Y., Tanaka, C., Sasaki, K., and Sasaki, M.
    • 雑誌名

      Microbiology

      巻: 163 号: 1 ページ: 86-93

    • DOI

      10.1099/mic.0.000403

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lysyl-tRNA synthetase from Myxococcus xanthus catalyzes the formation of diadenosine penta- and hexaphosphates from adenosine tetraphosphate2016

    • 著者名/発表者名
      Oka, M., Takegawa, K., and Kimura, Y.
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      巻: 604 ページ: 152-158

    • DOI

      10.1016/j.abb.2016.07.002

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Myxococcus xanthusにおけるアデニル酸キナーゼの酵素学的諸性質2018

    • 著者名/発表者名
      山本寛之、木村義雄
    • 学会等名
      第91回日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 粘液細菌Myxococcus xanthusにおけるポリリン酸キナーゼの酵素学的諸性質の解析2018

    • 著者名/発表者名
      鎌谷しおり、木村義雄
    • 学会等名
      第91回日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 粘液細菌Myxococcus xanthusが有するNudix hydrolaseの酵素学的諸性質について2018

    • 著者名/発表者名
      梶本紗也佳、木村義雄
    • 学会等名
      第91回日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Myxococcus xanthusにおけるポリリン酸分解酵素の酵素学的諸性質2018

    • 著者名/発表者名
      蟹江航晴、木村義雄
    • 学会等名
      第91回日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 粘液細菌におけるジアデノシン4リン酸とアデノシン4リン酸を合成する主要酵素の同定2018

    • 著者名/発表者名
      木村義雄、岡茉奈美
    • 学会等名
      第91回日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 粘液細菌Myxococcus xanthusのlysyl-tRNA合成酵素によるジアデノシンポリリン酸合成2017

    • 著者名/発表者名
      木村義雄、岡茉奈美
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会(日本生化学会、日本分子生物学会合同大会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘液細菌Myxococcus xanthusが有するNudix hydrolaseの基質特異性について2017

    • 著者名/発表者名
      梶本紗也佳、木村義雄
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会(日本生化学会、日本分子生物学会合同大会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Myxococcus xanthusにおけるジアデノシン4リン酸及びアデノシン4リン酸を合成する酵素について2017

    • 著者名/発表者名
      田中千尋、木村義雄
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会(日本生化学会、日本分子生物学会合同大会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Myxococcus xanthusにおけるポリリン酸キナーゼ1の酵素学的諸性質の解析2017

    • 著者名/発表者名
      鎌谷しおり、木村義雄
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会(日本生化学会、日本分子生物学会合同大会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Myxococcus xanthusにおけるリシル-tRNA合成酵素の酵素学的諸性質の研究2016

    • 著者名/発表者名
      岡茉奈美、木村義雄
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Myxococcus xanthusの胞子形成におけるジアデノシン4リン酸の役割について2016

    • 著者名/発表者名
      田中千尋、佐々木雅史、木村義雄
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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