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2016 年度 実施状況報告書

RNAポリメラーゼのアセチル化を介した新規転写誘導機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K14685
研究機関東京大学

研究代表者

古園 さおり  東京大学, 生物生産工学研究センター, 特任准教授 (90321760)

研究分担者 小倉 光雄  東海大学, 海洋研究所, 教授 (80204163)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードアセチル化 / RNAポリメラーゼ / 枯草菌 / 転写
研究実績の概要

枯草菌ECFシグマ因子の1つであるSigXが胞子形成培地へのグルコース添加により活性化される現象が見出されている。この現象にRNAポリメラーゼ(以下RNAP)のアセチル化が関与する可能性に着目して検討を進めている。前年度までに、グルコース添加条件と非添加条件での培養菌体からRNAPをアフィニティー精製し、前者のRNAPはSigX依存的転写活性がより高いこと、両者でアセチル化修飾に違いがあることを見出した。本年度は、グルコース依存的なSigX活性化に関わるアセチル化部位を見出すことを目的として、アセチル化部位に非アシル化模倣変異(KR変異)やアセチル化模倣変異(KQ変異)を導入し、sigX-lacZレポーターを用いて変異スクリーニングを行った。変異導入はシグマ因子と相互作用するβ (RpoB)及びβ’ (RpoC)サブユニットのアセチル化部位を対象に、ゲノム上のオリジナル遺伝子座において行った。35の変異株を作成して検討した結果、あるリジン残基のアセチル化模倣変異がグルコース依存的なSigX活性化を増強することを見出した。対応する非アシル化模倣変異ではそのような効果は見られなかったことから、アセチル化が関与することが示唆された。当該残基のアセチル化レベルはグルコース添加条件で増加していた。ホモロジーモデル構造を用いて構造マッピングを行ったところ、当該リジン残基はホロ酵素形成時に大きく構造変化することが知られるG-flap領域内に位置しており、この部位のアセチル化がSigXとのホロ酵素形成に影響を及ぼす可能性が考えられた。また、35のRNAP変異株のうち多くは野生型株と同等の増殖を示したが、いくつかの変異株については増殖に影響が認められた。

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

グルコース依存的なSigX活性化に影響を及ぼすアセチル化部位を同定できたので、目標を概ね達成できていると考える。

今後の研究の推進方策

見出したアセチル化部位変異株よりRNAPを精製し、転写に与える影響をin vitroで検証する。コア酵素とSigXとの相互作用を評価する系を確立して、変異がホロ酵素形成に与える影響を検討する。

次年度使用額が生じた理由

当初計画に従い実験を進めた所、想定していない現象を発見し、解析する必要が生じた。当初想定した年度内では研究が完了しない事が明らかになったので、期間を延長し論文発表等の成果につなげたい。

次年度使用額の使用計画

オリゴDNA購入費として177424円、分子生物学用試薬購入費として150000円、ディスポプラスチック器具購入費として150000円を計画している。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Novel stand-alone RAM domain protein-mediated catalytic control of anthranilate phosphoribosyltransferase in tryptophan biosynthesis in Thermus thermophilus.2017

    • 著者名/発表者名
      Kubota, T., Matsushita, H., Tomita, T., Kosono, S., Yoshida, M., Kuzuyama, T., Nishiyama, M.
    • 雑誌名

      Extremophiles

      巻: 21 ページ: 77-83

    • DOI

      10.1007/s00792-016-0884-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein acetylation involved in streptomycin biosynthesis in Streptomyces griseus.2017

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki, Y., Akanuma, G., Yoshida, M., Horinouchi, S., Kosono, S., Ohnishi Y.
    • 雑誌名

      Journal of Proteomics

      巻: 155 ページ: 63-72

    • DOI

      10.1016/j.jprot.2016.12.006

    • 査読あり
  • [学会発表] Corynebacterium glutamicumにおける2-オキソグルタル酸デヒドロゲナーゼ制御因子OdhIのアシル化部位の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      阿部理乃、西山真、古園さおり
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] Corynebacterium glutamicum由来Phosphoenolpyruvate carboxylaseにおけるPup化修飾の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      濱本勇磨、永野愛、西山真、古園さおり
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 微生物代謝に関わるタンパク質アシル化修飾研究の現状と展望2017

    • 著者名/発表者名
      古園さおり
    • 学会等名
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県藤沢市)
    • 年月日
      2017-03-02 – 2017-03-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of lysine acetylation in phosphoenolpyruvate carboxylase involved in glutamate overproduction in Corynebacterium glutamicum2016

    • 著者名/発表者名
      Megumi Nagano, Yuta Mizuno, Ayuka Yamada, Masaki Kikuchi, Mikako Shirouzu, Takeshi Umehara, Minoru Yoshida, Makoto Nishiyama, Saori Kosono
    • 学会等名
      2nd Conference on Post-Translational Modifications in Bacteria (PTM2016)
    • 発表場所
      Ecole Normale Superieure of Lyon (France)
    • 年月日
      2016-10-19 – 2016-10-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 細菌におけるタンパク質アシル化修飾研究の現状と展望2016

    • 著者名/発表者名
      古園さおり
    • 学会等名
      第177回日本農芸化学会中部支部例会ミニシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-24
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of Protein Acylation on Enzymes Involved in Branched-Chain Amino Acid Biosynthesis in Thermus thermophilus.2016

    • 著者名/発表者名
      Ayako YOSHIDA, Makoto NISHIYAMA, Minoru YOSHIDA, Saori KOSONO
    • 学会等名
      11th International Congress on Extremophiles
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 翻訳因子EF-Tuにおけるアシル化修飾の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      近藤直子、鈴木祥太、西山真、古園さおり
    • 学会等名
      2016年度グラム陽性細菌ゲノム機能会議
    • 発表場所
      KKRホテル熱海(静岡県熱海市)
    • 年月日
      2016-08-28 – 2016-08-30

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公開日: 2018-01-16  

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