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トリプトファンイソプレニルトランスフェラーゼのメカニズム解明とマシナリーの構築

公募研究

研究領域生合成マシナリー:生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御
研究課題/領域番号 25108724
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関中部大学

研究代表者

岡田 正弘  中部大学, 応用生物学部, 准教授 (40377792)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2014年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード翻訳後修飾 / イソプレニル化 / トリプトファン / 枯草菌 / クオラムセンシング
研究実績の概要

納豆菌を鋳型に納豆菌由来のcomQX遺伝子クラスターを有する発現プラスミドであるComQXnattoを作成した。次に、作成したプラスミドを鋳型にポイントミューテーションを行い、発現プラスミドのうちでComXnattoの54番目のトリプトファンをアラニンに置換した変異体である ComQnatto[W54A]ComXnattoをコードする遺伝子を有する発現プラスミドを作成した。それぞれを大腸菌に形質転換し、納豆菌由来の生合成酵素であるComQnattoと、ComXnattoまたは [W54A]ComXnattoを過剰発現させた。この培養液を、LC/MSを用いて分析した結果、ComXnatto 過剰発現株の培養液のみに、ファルネシル基に相当するフラグメントを有するシグナルを検出した。最終的な結果のみ述べるが、このシグナルに相当する修飾ペプチドはトリプトファンがファルネシル化されたComXnattoフェロモンであった。この結果から、修飾酵素ComQnattoは、少なくともC末端側から5番目のトリプトファンを修飾可能なトリプトファンファルネシルトランスフェラーゼであることが明らかとなり、基質が必ずしもC末端付近にトリプトファンを有している必要はないことが明らかとなった。また、ComXnattoフェロモンを添加して納豆菌を培養した場合はポリグルタミン酸の生産量が増加したが、未修飾ペプチドを添加した場合は変化しなかったため、ComXnattoフェロモンが、納豆菌におけるポリグルタミン酸の生合成を促進させるペプチドフェロモンであることが判明した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Identification of a quorum sensing pheromone posttranslationally farnesylated at the internal tryptophan residue from Bacillus subtilis subsp. natto2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Hayashi, Syohei Usami, Yuta Nakamura, Koki Ozaki, Masahiro Okada
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 79 号: 10 ページ: 1567-1569

    • DOI

      10.1080/09168451.2015.1032884

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A region corresponding to second aspartate-rich motif in tryptophan isoprenylating enzyme, ComQ, serves as a substrate-binding site.2014

    • 著者名/発表者名
      M. Okada, A. Ishihara, R. Yamasaki, F. Tsuji, S. Hayashi, S. Usami, and Y. Sakagami.
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 550-555

    • DOI

      10.1080/09168451.2014.891932

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ポリ-ガンマ-グルタミン酸生合成促進活性を有する 納豆菌由来のComXフェロモンの発見2015

    • 著者名/発表者名
      林 峻輔,宇佐美 翔平,中村 優太,尾崎 弘貴,岡田 正弘
    • 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(岡山市北区津島中)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ポリ-ガンマ-グルタミン酸生合成促進活性を有する納豆菌由来のComXフェロモンの化学合成2015

    • 著者名/発表者名
      林 峻輔,宇佐美 翔平,中村 優太,尾崎 弘貴,岡田 正弘
    • 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(岡山市北区津島中)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 翻訳後修飾によりトリプトファンがイソプレニル化された新規ペプチドの探索

    • 著者名/発表者名
      宇佐美 翔平、林 峻輔、中村 優太、岡田 正弘
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      神奈川, 明治大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] トリプトファンイソプレニルトランスフェラーゼの普遍性の解明

    • 著者名/発表者名
      岡田 正弘
    • 学会等名
      新学術領域「生合成マシナリー」第5回若手シンポジウム 第9回 生合成勉強会
    • 発表場所
      東京, 東京大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トリプトファンイソプレニルトランスフェラーゼのメカニズム解明とマシナリーの構築

    • 著者名/発表者名
      岡田 正弘
    • 学会等名
      「生合成マシナリー:生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御」第5回公開シンポジウム
    • 発表場所
      北海道, 北海道大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] トリプトファンイソプレニルトランスフェラーゼのメカニズム解明とマシナリーの構築

    • 著者名/発表者名
      岡田 正弘
    • 学会等名
      「生合成マシナリー:生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御」第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      千葉, 千葉大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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