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細菌のω-3系高度不飽和脂肪酸の代謝に関わる新規タンパク質の探索と機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K15733
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関京都大学

研究代表者

小川 拓哉  京都大学, 化学研究所, 助教 (40756318)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019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ω-3系高度不飽和脂肪酸 / 脂質代謝 / 微生物変換 / エイコサペンタエン酸 / ドコサヘキサエン酸 / β-酸化 / ω3高度不飽和脂肪酸 / ω-3高度不飽和脂肪酸 / 海洋性細菌 / β酸化酵素 / Shewanella / 極限環境微生物 / β酸化 / Shewanella属細菌
研究開始時の研究の概要

EPA/DHAの合成・分解・変換といった代謝やその制御に関する新しい知見を得るため、EPA/DHA代謝に関わり得る遺伝子をバイオインフォマティクス的な手法により推定し、EPA生産性細菌Shewanella livingstonensis Ac10を用いて遺伝子破壊株を作製してEPA生産性への影響を検証したり、同遺伝子にコードされるタンパク質の酵素としての働きを解析することで、EPA/DHA代謝に関わる未同定の遺伝子・タンパク質の探索および機能解析を行う。

研究成果の概要

ω-3系高度不飽和脂肪酸 (PUFA) の微生物生産系の開発に向けて、ω-3 PUFA代謝の全容の理解が重要である。本研究ではShewanella属細菌のω-3 PUFA代謝能に注目し、本菌の新規PUFA代謝関連タンパク質の探索に取り組んだ。本研究の結果、β-酸化経路を介したドコサヘキサエン酸からエイコサペンタエン酸への変換機構を明らかにし、また、機能未知遺伝子がω-3 PUFAの代謝やその制御に関与する可能性を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

微生物のω-3 PUFAに関する既往の研究では合成反応に主眼が置かれ、分解や変換といった他の代謝経路や代謝の制御に関する知見が乏しかった。これらを含めたω-3 PUFA代謝の全容の理解は基礎生物学的にも、微生物の応用開発のうえでも重要である。本研究で新たに得られた知見は、微生物によるPUFA代謝の基礎的理解を広げるとともに、微生物を用いたω-3 PUFAの合成・変換系の構築や生産性向上を考えるうえで応用可能な知見である。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] ω3系高度不飽和脂肪酸の微生物変換の解析とその応用に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      小川拓哉
    • 雑誌名

      IFO Research Communications

      巻: 35 ページ: 135-135

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Bioconversion From Docosahexaenoic Acid to Eicosapentaenoic Acid in the Marine Bacterium Shewanella livingstonensis Ac102020

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Takuya、Hirose Kazuki、Yusuf Yustina、Kawamoto Jun、Kurihara Tatsuo
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 11 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.01104

    • 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] Role of acyl-CoA dehydrogenases from Shewanella livingstonensis Ac10 in docosahexaenoic acid conversion2020

    • 著者名/発表者名
      Yustina Yusuf, Takuya Ogawa, Jun Kawamoto, Tatsuo Kurihara
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 528 号: 3 ページ: 453-458

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.05.185

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 海洋性細菌による ω-3 高度不飽和脂肪酸の新奇代謝変換能2020

    • 著者名/発表者名
      小川拓哉、廣瀬和樹、Yustina Yusuf、川本 純、栗原達夫
    • 学会等名
      日本ビタミン学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 における ω-3 系高度不飽和脂肪酸の代謝様式の解析2020

    • 著者名/発表者名
      小川拓哉、Yustina Yusuf、川本 純、栗原達夫
    • 学会等名
      日本極限環境生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] In vitro and In vivo Analysis of FadH Protein from Shewanella livingstonensis Ac10 Involved in DHA Conversion2020

    • 著者名/発表者名
      Yustina Yusuf、廣瀬和樹、小川拓哉、川本 純、栗原達夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 海洋性Shewanella属細菌によるω-3系高度不飽和脂肪酸の変換経路の解明2019

    • 著者名/発表者名
      小川拓哉、廣瀬和樹、川本 純、栗原達夫
    • 学会等名
      第66回日本生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Shewanella属細菌における新規エイコサペンタエン酸生産経路の解析2019

    • 著者名/発表者名
      小川拓哉、廣瀬和樹、川本 純、栗原達夫
    • 学会等名
      酵素補酵素研究会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Polyunsaturated Fatty Acid Conversion in Shewanella livingstonensis Ac102019

    • 著者名/発表者名
      Yustina Yusuf、廣瀬和樹、小川拓哉、川本 純、栗原達夫
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Shewanella livingstonensis Ac10の多価不飽和脂肪酸の変換におけるFadEの役割2019

    • 著者名/発表者名
      Yustina Yusuf、廣瀬和樹、小川拓哉、川本 純、栗原達夫
    • 学会等名
      極限環境生物学会2019年度(第20回)大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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