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細菌における非標準的D-アミノ酸合成酵素の同定及び生理機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K18082
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 応用微生物学
応用生物化学
研究機関北里大学

研究代表者

宮本 哲也  北里大学, 薬学部, 助教 (10739238)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードD-アミノ酸 / アミノ酸ラセマーゼ / シスタチオニンβ-リアーゼ / セリンデヒドラターゼ / バイオフィルム / 大腸菌 / ホモセリン / 枯草菌 / 微生物 / 酵素
研究成果の概要

細菌の細胞壁ペプチドグリカンには通常D-アラニンとD-グルタミン酸が含まれるが、それ以外の様々なD-アミノ酸 (非標準的D-アミノ酸) も含まれており、これらはペプチドグリカンのリモデリングやバイオフィルムの形成抑制及び解体に関与していることが明らかとなっている。従って、非標準的D-アミノ酸は細菌の環境適応において重要な役割があるが、これらの生合成経路に関する知見は乏しい。そこで、大腸菌及び枯草菌から非標準的D-アミノ酸を合成する酵素 (YgeA, MetC, MalY, RacX) を同定し、機能を解析した。さらに、YgeAは大腸菌の生育やバイオフィルム形成に影響を与えることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細菌が合成する多様なD-アミノ酸は、細菌自身に対してだけでなく、ヒトの自然免疫応答や腸内細菌叢を介して腸内環境の正常化にも影響を与えることが明らかとなってきている。従って、本研究を通じて発見された細菌の非標準的D-アミノ酸合成酵素の機能および生理的役割を理解することは、細菌と共生している我々にとって健康の維持や増進に繋がるとともに、D-アミノ酸を利用した病原性細菌に対する感染抑制や薬剤耐性の克服にも貢献すると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Elucidation of the D-lysine biosynthetic pathway in the hyperthermophile Thermotoga maritima2018

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Tetsuya、Katane Masumi、Saitoh Yasuaki、Sekine Masae、Homma Hiroshi
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: 286 号: 3 ページ: 601-614

    • DOI

      10.1111/febs.14720

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Secreted D-aspartate oxidase functions in C. elegans reproduction and development2018

    • 著者名/発表者名
      Saitoh Yasuaki、Katane Masumi、Miyamoto Tetsuya、Sekine Masae、Sakamoto Taro、Imai Hirotaka、Homma Hiroshi
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: 286 号: 1 ページ: 124-138

    • DOI

      10.1111/febs.14691

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gut microbiota-derived D-serine protects against acute kidney injury2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nakade, Yasunori Iwata, Takashi Wada, et al.
    • 雑誌名

      JCI Insight

      巻: 18;3(20) 号: 20 ページ: 97957-97957

    • DOI

      10.1172/jci.insight.97957

    • NAID

      120006733372

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural and enzymatic properties of mammalian D-glutamate cyclase2018

    • 著者名/発表者名
      Katane Masumi、Ariyoshi Makoto、Tateishi Shuhei、Koiwai Sachi、Takaku Kaoruko、Nagai Kenichiro、Nakayama Kazuki、Saitoh Yasuaki、Miyamoto Tetsuya、Sekine Masae、Mita Masashi、Hamase Kenji、Matoba Satoaki、Homma Hiroshi
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      巻: 654 ページ: 10-18

    • DOI

      10.1016/j.abb.2018.07.005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cystathionine β-lyase is involved in D-amino acid metabolism2018

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Tetsuya、Katane Masumi、Saitoh Yasuaki、Sekine Masae、Homma Hiroshi
    • 雑誌名

      Biochemical Journal

      巻: 456 号: 8 ページ: 1397-1410

    • DOI

      10.1042/bcj20180039

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rat D-aspartate oxidase is more similar to the human enzyme than the mouse enzyme2018

    • 著者名/発表者名
      Katane Masumi、Kuwabara Hisashi、Nakayama Kazuki、Saitoh Yasuaki、Miyamoto Tetsuya、Sekine Masae、Homma Hiroshi
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 806-812

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2017.12.009

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection and quantification of D-amino acid residues in peptides and proteins using acid hydrolysis2018

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Tetsuya、Homma Hiroshi
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 775-782

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2017.12.010

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] D-アミノ酸残基を含むペプチドおよびタンパク質:新規精密検出法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      宮本哲也、本間 浩
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 56 号: 1 ページ: 18-25

    • DOI

      10.1271/kagakutoseibutsu.56.18

    • NAID

      130007535700

    • ISSN
      0453-073X, 1883-6852
    • 年月日
      2017-12-20
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and characterization of novel broad-spectrum amino acid racemases from Escherichia coli and Bacillus subtilis2017

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Tetsuya、Katane Masumi、Saitoh Yasuaki、Sekine Masae、Homma Hiroshi
    • 雑誌名

      Amino Acids

      巻: 49 号: 11 ページ: 1885-1894

    • DOI

      10.1007/s00726-017-2486-2

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-function relationships in human D-aspartate oxidase: characterisation of variants corresponding to known single nucleotide polymorphisms2017

    • 著者名/発表者名
      Katane Masumi、Kanazawa Ryo、Kobayashi Risa、Oishi Megumi、Nakayama Kazuki、Saitoh Yasuaki、Miyamoto Tetsuya、Sekine Masae、Homma Hiroshi
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics

      巻: 1865 号: 9 ページ: 1129-1140

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2017.06.010

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-Dimensional HPLC-MS/MS Determination of Multiple D-Amino Acid Residues in the Proteins Stored Under Various pH Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Ishii Chiharu、Miyamoto Tetsuya、Ishigo Shoto、Miyoshi Yurika、Mita Masashi、Homma Hiroshi、Ueda Tadashi、Hamase Kenji
    • 雑誌名

      CHROMATOGRAPHY

      巻: 38 号: 2 ページ: 65-72

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2017.009

    • NAID

      130007040478

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 超好熱菌由来シスタチオニンβ-リアーゼの D-アミノ酸代謝能の解析2019

    • 著者名/発表者名
      宮本哲也、松浦美帆、吉田真梨愛、齋藤康昭、関根正恵、片根真澄、本間 浩
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける推定 D-アミノ酸アミノトランスフェラーゼの酵素学的性質の解析2019

    • 著者名/発表者名
      関根正恵、今北千洋、森谷優菜、氏橋祥子、遠藤 優、片根真澄、齋藤康昭、宮本哲也、本間 浩
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細菌 PBPs の非標準的 D-アミノ酸含有ペプチドグリカン代謝能の解析2019

    • 著者名/発表者名
      宮本哲也、北本颯希、高崎理子、片根真澄、齋藤康昭、関根正恵、本間 浩
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 線虫の採餌行動におけるセリンラセマーゼの役割2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤康昭、片根真澄、宮本哲也、関根正恵、本間 浩
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超好熱菌 Thermotoga maritima における D-リジン生合成経路2018

    • 著者名/発表者名
      宮本哲也、斎藤康昭、関根正恵、片根真澄、本間 浩
    • 学会等名
      第41回白金シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 線虫の餌探索行動を調節する D-アミノ酸2018

    • 著者名/発表者名
      斎藤康昭、宮本哲也、関根正恵、片根真澄、本間 浩
    • 学会等名
      第41回白金シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ植物体における D-アミノ酸アミノトランスフェラーゼ発現部位の解析2018

    • 著者名/発表者名
      関根正恵、斎藤康昭、宮本哲也、片根真澄、本間 浩
    • 学会等名
      第41回白金シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 心疾患に関連する新奇生理活性物質 D-グルタミン酸の分解酵素に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      片根真澄、宮本哲也、斎藤康昭、関根正恵、本間 浩
    • 学会等名
      第41回白金シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 線虫 C. elegans の採餌行動における D-アミノ酸の役割2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤康昭、片根真澄、宮本哲也、関根正恵、本間 浩
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細菌 PBPs の非標準的 D-アミノ酸含有ペプチドグリカン代謝への関与2018

    • 著者名/発表者名
      宮本哲也、北本颯希、高崎理子、齋藤康昭、関根正恵、片根真澄、本間 浩
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細菌における多様な D-アミノ酸の生合成経路の解明2018

    • 著者名/発表者名
      宮本哲也、齋藤康昭、関根正恵、片根真澄、本間 浩
    • 学会等名
      東京薬科大学生命科学部25周年記念シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細菌の非標準的 D-アミノ酸含有ペプチドグリカン代謝における PBPs の関与2018

    • 著者名/発表者名
      北本颯希、宮本哲也、高崎理子、齋藤康昭、関根正恵、片根真澄、本間 浩
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超好熱菌 Thermotoga maritima におけるD-リジン合成経路の解明2018

    • 著者名/発表者名
      宮本哲也、丸山玲奈、齋藤康昭、関根正恵、片根真澄、本間 浩
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける推定 D-アミノ酸アミノトランスフェラーゼの機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      関根正恵、今北千洋、森谷優菜、 氏橋祥子、遠藤 優、片根真澄、齋藤康昭、宮本哲也、本間 浩
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細菌における多様な D-アミノ酸の生合成2018

    • 著者名/発表者名
      宮本哲也
    • 学会等名
      第14回D-アミノ酸学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類 D-グルタミン酸シクラーゼの酵素学的性質の解析2018

    • 著者名/発表者名
      片根真澄、有吉 真、立石周平、小岩井祥、高久薫子、長井賢一郎、中山香月、齋藤康昭、宮本哲也、関根正恵、三田真史、浜瀬健司、的場聖明、本間 浩
    • 学会等名
      第14回D-アミノ酸学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 線虫の採餌行動における D-アミノ酸オキシダーゼの役割2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤康昭、片根真澄、宮本哲也、関根正恵、本間 浩
    • 学会等名
      第14回D-アミノ酸学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける推定 D-アミノ酸代謝酵素の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      関根正恵、今北千洋、森谷優菜、氏橋祥子、遠藤 優、片根真澄、齋藤康昭、宮本哲也、本間 浩
    • 学会等名
      第14回D-アミノ酸学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超好熱菌 Thermotoga maritima における新規 Lys ラセマーゼの同定および機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      宮本哲也、丸山玲奈、齋藤康昭、関根正恵、片根真澄、本間 浩
    • 学会等名
      第14回D-アミノ酸学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細菌における非標準的D-アミノ酸生合成に関与する酵素の同定2018

    • 著者名/発表者名
      宮本哲也、小里拓也、和田大樹、片根真澄、齋藤康昭、関根正恵、本間 浩
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 線虫における D-アミノ酸オキシダーゼ欠損変異体の行動解析2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤康昭、宮本哲也、関根正恵、片根真澄、本間 浩
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 精神神経疾患に関連する新奇生理活性物質D-アスパラギン酸の分解酵素の一塩基多型に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      片根真澄、金澤 遼、小林理沙、大石 恵、中山香月、齋藤康昭、宮本哲也、関根正恵、本間 浩
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 統合失調症患者血漿中メチルアルギニン類濃度の解析2018

    • 著者名/発表者名
      関根正恵、野中聖子、尾関祐二、藤井久彌子、角田 誠、齋藤康昭、宮本哲也、片根真澄、秋山一文、下田和孝、本間 浩
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 細菌における非標準的D-アミノ酸合成酵素の探索2017

    • 著者名/発表者名
      宮本哲也、齋藤康昭、関根正恵、片根真澄、本間 浩
    • 学会等名
      第39回白金シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] D-アスパラギン酸分解酵素における一塩基多型が細胞内および細胞外アミノ酸含量に与える影響の解析2017

    • 著者名/発表者名
      片根真澄、齋藤康昭、宮本哲也、関根正恵、本間 浩
    • 学会等名
      第39回白金シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 線虫をモデルとして探るD-アミノ酸の神経機能2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤康昭、宮本哲也、関根正恵、片根真澄、本間 浩
    • 学会等名
      第39回白金シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 統合失調症患者血漿におけるメチルアルギニン類2017

    • 著者名/発表者名
      関根正恵、野中聖子、尾関祐二、藤井久彌子、齋藤康昭、宮本哲也、片根真澄、秋山一文、下田和孝、本間 浩
    • 学会等名
      第39回白金シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 細菌における非標準的D-アミノ酸合成酵素の同定及び機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      宮本哲也、小里拓也、和田大樹、片根真澄、齋藤康昭、関根正恵、本間 浩
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会 ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 細菌における非標準的D-アミノ酸の生合成経路の解明2017

    • 著者名/発表者名
      宮本哲也
    • 学会等名
      第34回白金セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification and characterization of novel broad-spectrum amino acid racemases in bacteria2017

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Tetsuya、Katane Masumi、Saitoh Yasuaki、Sekine Masae、Homma Hiroshi
    • 学会等名
      3rd International Conference of D-Amino Acid Research IDAR2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functions of D-aspartate oxidase in C. elegans2017

    • 著者名/発表者名
      Saitoh Yasuaki, Katane Masumi, Miyamoto Tetsuya, Sekine Masae, Sakamoto Taro, Imai Hirotaka, Homma Hiroshi
    • 学会等名
      3rd International Conference of D-Amino Acid Research IDAR2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accumulation of D-amino acid residues in various proteins during storage2017

    • 著者名/発表者名
      Ishii Chiharu、Miyamoto Tetsuya, Ishigo Shoto, Mita Masashi、Homma Hiroshi、Ueda Tadashi、Hamase Kenji
    • 学会等名
      45th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 北里大学薬学部生体分子解析学教室ホームページ

    • URL

      http://www.pharm.kitasato-u.ac.jp/ac/SeitaiHP/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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