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2017 年度 実績報告書

細菌における高度不飽和脂肪酸含有生体膜ドメインの形成機構と生理機能

研究課題

研究課題/領域番号 15H04474
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)
小川 拓哉  京都大学, 化学研究所, 助教 (40756318)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード生体膜 / 高度不飽和脂肪酸 / エイコサペンタエン酸 / リン脂質 / アシル化タンパク質 / マイクロドメイン / 細菌
研究実績の概要

高度不飽和脂肪酸 (PUFA) 生産性細菌において、PUFA は生体膜リン脂質のアシル鎖として生理機能を発揮すると考えられている。一方、さまざまなタンパク質がアシル鎖修飾を受けることから、PUFA がタンパク質を修飾することで、その機能や局在性を制御する可能性も考えられる。しかし、PUFA 修飾型タンパク質の存在についてはこれまで明らかにされてこなかった。本研究では、PUFA の一種であるエイコサペンタエン酸 (EPA) を生産する細菌 Shewanella livingstonensis Ac10 に EPA 修飾型タンパク質が存在するか検討した。EPA のω末端メチル基をエチニル基で置換した EPA アナログ (eEPA) の存在下で培養した菌体の膜画分をクリックケミストリーの手法でビオチン標識し、ストレプトアビジンビーズを用いたアフィニティー精製に供した結果、eEPA 添加条件で菌体を培養したときにのみビーズに結合するタンパク質が見いだされた。eEPA 依存的にビーズに結合したタンパク質をペプチドマスフィンガープリンティング解析に供した結果、5 種類のタンパク質が同定された。それらのうち、外膜タンパク質と推定される Omp74 には細菌の脂肪酸修飾タンパク質に保存されるリポボックス配列が存在しなかったことから、従来知られていた脂肪酸修飾とは異なる様式で EPA が付加していることが示唆された。本菌の主要な脂肪酸であるパルミトレイン酸 (PAL) のω末端メチル基をエチニル基で置換した PAL アナログ (ePAL) を用いて同様の実験を行った結果、ePAL 修飾型 Omp74 の含量は eEPA 修飾型 Omp74 の含量よりも少ないことが見いだされ、Omp74 が EPA による選択的修飾を受けていることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

平成29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

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Purification and characterization of 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase with a substrate preference for polyunsaturated fatty acyl donors from the eicosapentaenoic acid-producing bacterium Shewanella livingstonensis Ac102018

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Takuya、Tanaka Asako、Kawamoto Jun、Kurihara Tatsuo
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 164 ページ: 33~39

    • DOI

      10.1093/jb/mvy025

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate O-acyltransferase homolog for the synthesis of membrane phospholipids with a branched-chain fatty acyl group in Shewanella livingstonensis Ac102018

    • 著者名/発表者名
      Toyotake Yosuke、Cho Hyun-Nam、Kawamoto Jun、Kurihara Tatsuo
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 500 ページ: 704~709

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.04.140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 不飽和脂肪酸から探る生体膜の機能形成2018

    • 著者名/発表者名
      栗原達夫
    • 雑誌名

      CSJ Current Review

      巻: 30 ページ: 50~55

  • [学会発表] Escherichia coli由来新規リゾホスファチジン酸アシル基転移酵素YihGの基質特異性と生理機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      豊竹洋佑、川本純、西山雅祥、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
  • [学会発表] 低温菌Shewanella livingstonensis Ac10におけるエイコサペンタエン酸修飾タンパク質の探索2019

    • 著者名/発表者名
      米田雄紀、徳永智久、川本純、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
  • [学会発表] 細菌におけるエイコサペンタエン酸の細胞内分布の解析2018

    • 著者名/発表者名
      川本純、徳永智久、蓁原光莉、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      第60回日本脂質生化学会
  • [学会発表] 新規リゾホスファチジン酸アシル基転移酵素YihGのEscherichia coli膜リン脂質生合成への寄与とその生理機能2018

    • 著者名/発表者名
      豊竹洋佑、川本純、西山雅祥、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
  • [学会発表] Shewanella属細菌の低温適応に重要なエイコサペンタエン酸含有リン脂質の巧みな生合成機構2018

    • 著者名/発表者名
      小川拓哉、川本純、栗原達夫
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] A novel 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate O-acyltransferase homolog from a marine bacterium is related to cell flocculation and swimming motility2018

    • 著者名/発表者名
      Toyotake Yosuke、Kawamoto Jun、Nishiyama Masayoshi、Ogawa Takuya、Kurihara Tatsuo
    • 学会等名
      12th International Congress of Extremophiles
    • 国際学会
  • [学会発表] Purification and characterization of 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase that produces eicosapentaenoic acid-containing phospholipids2018

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Takuya、Tanaka Asako、Kawamoto Jun、Kurihara Tatsuo
    • 学会等名
      12th International Congress of Extremophiles
    • 国際学会
  • [学会発表] 大腸菌のリン脂質生合成に関与する新規アシル基転移酵素の同定と機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      栗原達夫
    • 学会等名
      第454回ビタミンB研究協議会
  • [学会発表] 長鎖多価不飽和脂肪酸によるタンパク質翻訳後修飾の解析2018

    • 著者名/発表者名
      米田雄紀、徳永智久、川本純、小川拓哉、栗原達夫
    • 学会等名
      第19回極限環境生物学会年会
  • [学会発表] 低温菌Shewanella livingstonensis Ac10における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の解析2018

    • 著者名/発表者名
      廣瀬和樹、小川拓哉、川本純、栗原達夫
    • 学会等名
      第19回極限環境生物学会年会

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公開日: 2019-12-27  

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