プロテオーム解析による抗生物質生産制御機構の解明

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10480167
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 仁平 卓也 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70144441)
• 研究分担者: 木下 浩 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20294035)
• キーワード: Streptomyces virginiae / オートレギュレーター / Virginiae butanolide / 二次元電気泳動 / 抗生物質生産

研究概要

放線菌における抗生物質など二次代謝産物の生産は、Streptomyces virginiaeのVirginiae Butanolide(VB)を代表とする分子量300未満の2置換γ-ブチロラクトン型ホルモンによって制御されており、特異的なリセプタータンパク質への結合がその信号伝達の初発段階であることを我々は明らかにしてきた。この信号伝達により二次代謝物質生産に関わる多くの遺伝子の発現が制御されると考えられるが、その全体像はこれまで明らかになっていない。
本研究では、抗生物質virginiamycin M及びS(VM、VS)生産菌であるS.virginiaeを対象とし、プロテオーム解析、トランスクリプトーム解析により、抗生物質生産制御機構の解明を目指した。
本研究ではS.virginiae野生株と、我々が構築した、VBリセプターBarAをコードする遺伝子barAの破壊株、及び近年見出した機能未知の制御因子BarXをコードする遺伝子barXの破壊株の3菌株を用いた。まずこの3菌株間において抗生物質生産期における発現様式の異なる遺伝子を探索すべく、各種条件下でのRT-PCR等の手法により転写解析を行った。その結果、VS、VMに対する自己耐性遺伝子の発現がVS、VM自身によって誘導されること、barX破壊株では制御遺伝子3種、自己耐性遺伝子2種等の発現が影響を受けていることを明らかにした。またBarAの制御下にあり、二次代謝誘導信号伝達系に属する新規遺伝子群を見出した。
続いて上述の3菌株において発現様式の異なるタンパク質を同定するために二次元電気泳動を用いたプロテオーム解析を行った結果、野生株-遺伝子欠損株間において発現状況の異なるタンパク質を数種類検出できた。転写解析の結果及び本タンパク質群の同定に基づき、近い将来に抗生物質生産制御機構の全般を解明できると考えている。

研究成果

• [文献書誌] Wises Namwat: "Identification of the varR gene as a transcriptional regulator of virginiamycin S resistance in Streptomycesvirginiae."J. Bacteriol.. (In press).
• [文献書誌] Ryu Kawachi: "Identification by gene deletion analysis of a regulator, VmsR, that controls virginiamycin biosynthesis in Streptomyces virginiae."J.Bacteriol.. 182(21). 6259-6263 (2000)
• [文献書誌] Ryu Kawachi: "Identification of an AfsA homologue (BarX) from Streptomyces virginiae as a pleiotropic regulator controlling autoregulator biosynthesis virginiamycin biosynthesis and virginiamycin resistance"Mol.Microbiol.. 36(2). 302-313 (2000)
• [文献書誌] Hiroshi Kinoshita: "Characterization of binding sequence for butyrolactone-autoregulator-receptors in Streptomycetes."J.Bacteriol.. 181(16). 5075-5080 (1999)
• [文献書誌] Chang-Kwon Lee: "Identification and in vivo functional analysis of a virginiamycin S resistance fene (varS) from Streptomyces virginiae."J.Bacteriol.. 181(10). 3293-3297 (1999)
• [文献書誌] Noriyasu Shikura: "Identification and characterization of 6-dehydro VB-A reductase from Streptomyces antibioticus"FEMS Microbiol. Lett.. 171. 183-189 (1999)