| 研究課題/領域番号 |
15H04473
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
政井 英司 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (20272867)
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| 研究分担者 |
城所 俊一 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (80195320)
笠井 大輔 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (80452085)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 外膜トランスポーター / 芳香族化合物 / リグニン / Sphingobium |
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| 研究実績の概要 |
Sphingobium sp. SYK-6株は、tonB1、tonB2、tonB3、2つのexbDと1つのexbBに加えて、3つのtonBと、exbBとexbDのホモログであるtolQとtolRを1つずつ有していることが示された。各遺伝子の破壊を行い、全てのtonB、tolQとtolRの破壊株を取得した。各破壊株のリグニン由来ビフェニル化合物である5,5’-デヒドロジバニリン酸 (DDVA)の変換能から、少なくともTonB4とTonB6、TolQがDDVAの外膜輸送に関与することが示唆された。
様々なリグニン由来化合物で特異的に誘導される9個のTBDR遺伝子と、遺伝子配置から輸送への関与が推定された3個のTBDR遺伝子について破壊株を作製し、各基質の変換能の評価を行った。その結果、tbtA以外にも破壊によってDDVA変換能が低下する2つのTBDR遺伝子が見出された。現在のところDDVA以外の基質において変換能の顕著な低下は観察されていないが、誘導培養を行うための基質の調製を含めて培養方法を検討する必要がある。
リグニン由来二量体化合物については放射性標識化合物が市販されていないことから、各基質の変換能を調べることで間接的に取り込み能を評価してきた。しかし本法では真の基質の取り込み能を評価できていない可能性を否定できない。そこで本研究ではDDVAの転写制御システムを利用した新規のDDVA取り込みアッセイ系を開発した。本アッセイにより、DDVA外膜輸送を担うTBDR遺伝子と同定されたtbtAの破壊株において取り込み活性が有意に低下することが示され、TbtAがDDVAの外膜輸送を担うTBDRであることが強く示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
これまでの成果により、リグニン由来ビフェニル化合物であるDDVAの外膜輸送に関与すると考えられるTBDR遺伝子及びTonB複合体の成分遺伝子が明らかとなってきた。また、今年度計画していたTBDRとリグニン由来化合物の結合解析は等温滴定型熱量測定装置の故障により実施することができなかったが、当初の計画にはなかった新規のDDVA取り込みアッセイ系の開発に成功した。今後、開発したアッセイ系を用いることで、各成分のDDVA取り込みへの関与を明確にすることが可能である。本アッセイ系を用いて、これまで同定した各成分のDDVA外膜輸送への関与を明確にした上で、リグニン由来化合物外膜輸送システムの再構成を行うこととした。
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| 今後の研究の推進方策 |
リグニン由来化合物の外膜輸送の研究において、取り込みアッセイ系が存在しないことが大きな障壁であった。今年度、独自のアッセイ系の開発に成功したことから、今後はDDVAの外膜輸送に研究の焦点を当てることとし、DDVA外膜輸送に真に関与する成分を明らかにした上で、以下の実験に取り組む。(1) リグニン由来化合物外膜輸送システムの再構成、(2) TBDRとリグニン由来化合物の結合解析、(3) TBDRとTonBの相互作用解析。
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