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タンパク質アセチル化を含むバクテリアの新たなグルコース応答系の発見とその全貌解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05415
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関東海大学

研究代表者

小倉 光雄  東海大学, 海洋研究所, 教授 (80204163)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード枯草菌 / グルコース / タンパク質の折りたたみ / タンパク質品質管理 / tRNA修飾 / 非特異的DNA結合タンパク質 / タンパク質アセチル化 / ピルビン酸脱水素酵素 / CshA会合型RNAポリメラーゼ / Argリン酸化 / タンパク質安定性 / Flowcytometry測定 / アルギニン残基リン酸化 / タンパク質分解酵素ClpCP / グルコース誘導 / タンパク質分解 / 不均一発現遺伝子 / RNA-seq / NAP / cis配列 / 非特異的DNA結合 / Transcriptome / Metabolic control
研究成果の概要

sigXのグルコース誘導が下記の分子を含む自己制御系による事を示した。CshAはRNAポリメラーゼに会合し、アセチル化は会合を促進する。CshA-RNAPはylxRを制御し、YlxRはtsaDを制御していた。YlxRは染色体会合性の非特異的DNA結合タンパクで、RNA-seq解析で393の制御遺伝子が判明した。TsaEDB複合体はtRNAを修飾する。従ってtsaDはピルビン酸脱水素酵素PdhABCDの翻訳制御を通じてアセチルCoA生産を調節しCshAアセチル化に影響すると予想した。PdhAのwestern解析によれば、TsaDはPdhAの品質保持に必要だった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

枯草菌でのタンパク質アセチル化の制御を含む新たなグルコース反応系の普遍性が今後の課題である。YlxRは、非特異的DNA結合性と転写制御活性を持つNucleoid-associated proteinであり、多くの細菌門で保存されている。TsaEBDも、全生物界に保存されたtRNAの修飾酵素である。この酵素は真核細胞ではテロメア維持に関わることが知られており、tRNA修飾以外の機能も予想されているが、細菌では欠損による表現型すら知られていなかった。従ってTsaD欠損によりPdhABCDのタンパク質品質保持に障害が起きるという発見は、細菌でのTsaEBDの機能解明の契機となることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Identification of transposon-inserted mutations including rnpB:: Tn that abolished glucose induction of sigX encoding extracytoplasmic function-sigma factor in Bacillus subtilis2022

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Ogura
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 86 号: 2 ページ: 282-285

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab211

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RNA-seq analysis identified glucose-responsive genes and YqfO as a global regulator in Bacillus subtilis2021

    • 著者名/発表者名
      Yu Kanesaki, Mitsuo Ogura
    • 雑誌名

      BMC research notes

      巻: 14 号: 1 ページ: 450-450

    • DOI

      10.1186/s13104-021-05869-1

    • NAID

      120007180348

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bacillus subtilis Nucleoid-Associated Protein YlxR Is Involved in Bimodal Expression of the Fructoselysine Utilization Operon (frlBONMD-yurJ) Promoter2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Ogura, Kazutoshi Shindo, Yu Kanesaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 11 ページ: 2024-2024

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.02024

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Glucose-Mediated Protein Arginine Phosphorylation/Dephosphorylation Regulates ylxR Encoding Nucleoid-Associated Protein and Cell Growth in Bacillus subtilis2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Ogura
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 11 ページ: 590828-590828

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.590828

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bacillus subtilis YlxR, Which Is Involved in Glucose-Responsive Metabolic Changes, Regulates Expression of tsaD for Protein Quality Control of Pyruvate Dehydrogenase2019

    • 著者名/発表者名
      Ogura M, Sato T, Abe K
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 10 ページ: 923-923

    • DOI

      10.3389/fmicb.2019.00923

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Newly Identified Nucleoid-Associated-Like Protein YlxR Regulates Metabolic Gene Expression in Bacillus subtilis2018

    • 著者名/発表者名
      Ogura M and Kanesaki Y
    • 雑誌名

      mSphere

      巻: 3 号: 5

    • DOI

      10.1128/msphere.00501-18

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 枯草菌でグルコースはArg生合成系制御因子AhrC依存的に細胞内Mn2+濃度を上昇させる2022

    • 著者名/発表者名
      小倉光雄、松谷峰ノ介、朝井計、鈴木道生
    • 学会等名
      日本ゲノム微生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Glucose-mediated transcriptional control of protein arginine phosphorylation kinase/phosphatase regulates transcription of ylxR encoding NAP-like protein and cell growth in Bacillus subtilis2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Ogura
    • 学会等名
      The BACELL meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bacillus subtilis YlxR, which is involved in glucose-responsive metabolic changes, regulates expression of tsaD for protein quality control of pyruvate dehydrogenase.2019

    • 著者名/発表者名
      Ogura M, Sato T, Abe K, Kanesaki Y
    • 学会等名
      20th International conference on Bacilli and Gram-positive bacteria
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Newly Identified Nucleoid-Associated-Like Protein YlxR Regulates Metabolic Gene Expression in Bacillus subtilis2018

    • 著者名/発表者名
      Ogura M and Kanesaki Y
    • 学会等名
      ISME (International symposium of microbial ecology)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 教員・研究者ガイド 小倉 光雄

    • URL

      https://www.u-tokai.ac.jp/facultyguide/faculty/2239/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.scc.u-tokai.ac.jp/~289077/staff.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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