細菌細胞膜における高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の機能解析と応用

• 研究課題/領域番号: 24380047
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 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: 栗原 達夫 京都大学, 化学研究所, 教授 (70243087)
• 研究分担者: 川本 純 京都大学, 化学研究所, 助教 (90511238)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2014年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2012年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: 細胞膜 / 脂質 / タンパク質 / 高度不飽和脂肪酸 / エイコサペンタエン酸 / リン脂質

研究成果の概要

Shewanella livingstonensis Ac10 の 1-アシル-sn-グリセロール-3-リン酸-O-アシルトランスフェラーゼ PlsC1 と PlsC4 の機能を解析し、これらがそれぞれエイコサペンタエン酸 (EPA) 含有リン脂質と分岐鎖脂肪酸含有リン脂質を生合成することを見いだした。PlsC1 は細胞分裂部位に、PlsC4 は細胞の末端付近に主として局在し、これらが細胞膜の不均一性を生み出すことが示唆された。一方、EPA 含有リン脂質が膜タンパク質のフォールディングを促進することを見いだすとともに、EPA の生理機能解析に有用なプローブ分子を合成した。

研究成果

• [雑誌論文] 低温菌の低温環境への適応メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 川本純、栗原達夫
  • 雑誌名: 生物工学 巻: 93 ページ: 477-480
• [雑誌論文] Alkyl hydroperoxide reductase enhances the growth of Leuconostoc mesenteroides lactic acid bacteria at low temperatures. (2015)
  • 著者名/発表者名: Goto S, Kawamoto J, Sato SB, Iki T, Watanabe I, Kudo K, Esaki N, Kurihara T.
  • 雑誌名: AMB Express 巻: in press 号: 1
  • DOI: 10.1186/s13568-015-0098-3
  • NAID: 120005587816
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 低温菌のタンパク質と脂質 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川本純、栗原達夫
  • 雑誌名: CSJ Current Review 17 極限環境の生体分子 巻: 17 ページ: 55-61
• [雑誌論文] 化学的アプローチによる高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の生理機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫、川本純
  • 雑誌名: 薬学雑誌 巻: 134 ページ: 507-513
  • NAID: 130003391198
  • 査読あり
• [雑誌論文] 長鎖多価不飽和脂肪酸エイコサペンタエン酸の生理機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫、川本純
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 248 ページ: 1221-1227
• [雑誌論文] 細菌における高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の生理機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川本純、栗原達夫
  • 雑誌名: オレオサイエンス 巻: 13 ページ: 221-229
  • NAID: 130005122107
• [雑誌論文] 細菌細胞膜の新しいマイクロドメイン (2013)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫、川本純
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 51(印刷中)
• [雑誌論文] Occurrence of bacterial membrane microdomain at the cell division site enriched in phospholipids with polyunsaturated hydrocarbon chain. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sato, S., Kawamoto, J., Sato, S.B., Watanabe, B., Hiratake, J., Esaki, N., and Kurihara, T.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 287 号: 29 ページ: 24113-21
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.318311
  • NAID: 120005302081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eicosapentaenoic acid facilitates the folding of an outer membrane protein of the psychrotrophic bacterium (2012)
  • 著者名/発表者名: Xian-Zhu Dai, Jun Kawamoto, Satoshi B. Sato, Nobuyoshi Esaki, and Tatsuo Kurihara
  • 雑誌名: Shewanella livingstonensis Ac10. Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 425 号: 2 ページ: 363-7
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.07.097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase from a polyunsaturated fatty acid-producing bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10 (2012)
  • 著者名/発表者名: Cho HN, Kasai W, Kawamoto J, Esaki N, Kurihara T
  • 雑誌名: Trace Nutrients Research 巻: 29 ページ: 92-99
  • NAID: 40020192173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional analysis of ail eicosapentaenoic acid biosynthesis protein Orf2 from a psychrotrophic bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10 (2012)
  • 著者名/発表者名: Gong C, Kawamoto J, Esaki N, Kurihara T
  • 雑誌名: Trace Nutrients Research 巻: 29 ページ: 84-91
  • 査読あり
• [学会発表] Shewanella livingstonensis Ac10 における多価不飽和脂肪酸プローブの機能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 徳永智久、渡辺文太、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道 札幌市）
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 細菌細胞膜におけるリン脂質の分子種特異的機能と生合成酵素群の特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫、川本純、小川拓哉
  • 学会等名: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県 神戸市）
  • 年月日: 2015-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] ω-エチニル型エイコサペンタエン酸の効率的な合成法の確立と生理機能解析への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 徳永智久、渡辺文太、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫県 神戸市）
  • 年月日: 2015-12-04
• [学会発表] Visualization of subcellular localization of endogenous eicosapentaenoic acid in Shewanella livingstonensis Ac10 by using an anti-EPA monoclonal antibody (2015)
  • 著者名/発表者名: 趙賢南、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫県 神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 膜リン脂質の多様性に関わる低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 由来アシル基転移酵素群の細胞内局在性について (2015)
  • 著者名/発表者名: 豊竹洋佑、趙賢南、川本純、江崎信芳、栗原達夫
  • 学会等名: 第16回極限環境生物学会年会
  • 発表場所: 東京海洋大学品川キャンパス（東京都 港区）
  • 年月日: 2015-11-08
• [学会発表] Shewanella livingstonensis Ac10におけるEPA含有リン脂質およびその生合成酵素の細胞内局在性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫
  • 学会等名: 第442回ビタミンB研究協議会
  • 発表場所: 京都大学 楽友会館（京都府 京都市）
  • 年月日: 2015-10-31
• [学会発表] Distinct roles of 1-acylglycerol-3-phosphate O-acyltransferase isozymes in membrane phospholipid biogenesis in Shewanella livingstonensis Ac10 (2015)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫、川本純、小川拓哉、趙賢南、豊竹洋佑
  • 学会等名: 第18回日本ドイツ酵素工学ワークショップ
  • 発表場所: 京都大学 益川ホール（京都府 京都市）
  • 年月日: 2015-09-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] エイコサペンタエン酸含有リン脂質の細菌細胞膜における機能とその生合成酵素群の特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫、川本純
  • 学会等名: 第15回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: あわぎんホール（徳島県 徳島市）
  • 年月日: 2015-06-24
  • 招待講演
• [学会発表] Subcellular localization of a key enzyme responsible for biosynthesis of EPA-containing phospholipids in an Antarctic bacterium (2015)
  • 著者名/発表者名: 趙賢南、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 第57回日本脂質生化学会
  • 発表場所: 一橋大学一橋講堂（東京都 千代田区）
  • 年月日: 2015-05-28
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 のエイコサペンタエン酸生合成酵素の細胞分裂部位への局在性と複合体形成の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小倉隆太郎、趙賢南、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス（岡山県 岡山市）
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] Shewanella livingstonensis Ac10 由来新規アシルトランスフェラーゼ PlsC4 は特定の分枝鎖飽和脂肪酸を細胞膜リン脂質に導入する (2015)
  • 著者名/発表者名: 豊竹洋佑、趙賢南、川本純、江崎信芳、栗原達夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス（岡山県 岡山市）
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] 低温適応細菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の外膜タンパク質の構造形成解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉浦美和、浅井梓、水谷彩乃、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス（岡山県 岡山市）
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] ω末端修飾型高度不飽和脂肪酸アナログの合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 徳永智久、渡辺文太、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス（岡山県 岡山市）
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] Shewanella livingstonensis Ac10 におけるリン脂質への飽和脂肪酸導入を担うアシルトランスフェラーゼ (2015)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫
  • 学会等名: 第439回ビタミンB研究協議会
  • 発表場所: キャンパス ・イノベーションセンター（東京都 港区）
  • 年月日: 2015-02-07
• [学会発表] Eicosapentaenoic acid-containing membrane domain involved in cell division of a cold-adapted bacterium (2015)
  • 著者名/発表者名: 川本純、江崎信芳、栗原達夫
  • 学会等名: 59th Annual Meeting of Biophysical Society
  • 発表場所: Baltimore (Maryland, USA)
  • 年月日: 2015-02-07
  • 国際学会
• [学会発表] 細菌におけるエイコサペンタエン酸含有リン脂質生合成酵素群の細胞内局在性と機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫
  • 学会等名: 第438回ビタミンB研究協議会
  • 発表場所: 大阪工業大学うめきたナレッジセンター（大阪府 大阪市）
  • 年月日: 2014-11-22
• [学会発表] Membrane microdomain enriched in eicosapentaenoic acid-containing phospholipids in Shewanella livingstonensis Ac10 (2014)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫
  • 学会等名: Japan-Italy Joint Symposium
  • 発表場所: 東大寺総合文化センター（奈良県 奈良市）
  • 年月日: 2014-11-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 におけるEPA生合成酵素の局在性と相互作用解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小倉隆太郎、趙賢南、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 第15回極限環境生物学会年会
  • 発表場所: 今帰仁村コミュニティーセンター（沖縄県 国頭郡）
  • 年月日: 2014-11-02
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の細胞分裂サイトへのエイコサペンタエン酸生合成酵素の局在 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小倉隆太郎、趙賢南、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府 京都市）
  • 年月日: 2014-10-18
• [学会発表] The role of the N-terminal domain of 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase of Shewanella livingstonensis Ac10 in its subcellular localization (2014)
  • 著者名/発表者名: 趙賢南、川本純、江崎信芳、栗原達夫
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府 京都市）
  • 年月日: 2014-10-18
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の飽和脂肪酸含有リン脂質生合成に関与する新規アシルトランスフェラーゼの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 豊竹洋佑、趙賢南、川本純、江崎信芳、栗原達夫
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府 京都市）
  • 年月日: 2014-10-18
• [学会発表] 化学的アプローチによる高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の生理機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 細菌における高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の生合成と機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Roles of eicosapentaenoic acid-containing phospholipids in bacterial cell membrane (2013)
  • 著者名/発表者名: Kurihara T, Kawamoto J
  • 学会等名: EMBO|EMBL Symposium New Approaches and Concepts in Microbiology
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 における細胞分裂タンパク質と エイコサペンタエン酸の相互作用の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩野友里子、永久由利絵、川本純、江崎信芳、栗原達夫
  • 学会等名: 極限環境生物学会2013年度（第14回）年会
  • 発表場所: 川崎市
• [学会発表] 好冷性細菌の低温適応を担う分子基盤 : 細胞膜における高度不飽和脂肪酸の機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫
  • 学会等名: 新化学技術推進協会講演会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] Shewanella livingstonensis Ac10におけるエイコサペンタエン酸の機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫
  • 学会等名: 特殊環境微生物セミナー
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2012-11-22
• [学会発表] 細菌細胞膜における高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の局在性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫
  • 学会等名: 第430回ビタミンB研究協議会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] Function of eicosapentaenoic acid-containing phospholipids in bacterial cell membrane (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurihara T
  • 学会等名: Hirschegg Summer School 2012
  • 発表場所: Hirschegg, Austria
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] 生体膜における高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫
  • 学会等名: 京都大学学際融合教育研究推進センター生理化学研究ユニット第2回シンポジウム
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2012-06-13
• [学会発表] 細菌の細胞分裂と膜タンパク質生合成における高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の機能
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫、川本純
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜市
  • 招待講演
• [学会発表] エイコサペンタエン酸含有リン脂質による細菌膜タンパク質の構造変化
  • 著者名/発表者名: 川本純、水谷彩乃、栗原達夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜市
• [学会発表] ω-エチニル型エイコサペンタエン酸の合成法の確立
  • 著者名/発表者名: 徳永智久、渡辺文太、川本純、栗原達夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 川崎市
• [学会発表] エイコサペンタエン酸による低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の細胞分裂タンパク質の制御
  • 著者名/発表者名: 岩野友里子、永久由利絵、川本純、江崎信芳、栗原達夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 川崎市
• [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の低温誘導性外膜タンパク質の機能解析
  • 著者名/発表者名: 浅井梓、杉浦美和、水谷彩乃、川本純、江崎信芳、栗原達夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 川崎市