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2006 年度 実績報告書

細胞外栄養貯蔵物質の合成と分解の制御機構に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17380057
研究機関東北大学

研究代表者

伊藤 義文  東北大学, 大学院農学研究科, 教授 (70135127)

研究分担者 阿部 直樹  東北大学, 大学院農学研究科, 助手 (90202671)
小笠原 博信  秋田県農林水産技術センター, 総合食品研究所・酵素・微生物班, 主任研究官 (50390901)
木村 啓太郎  農業, 食品産業技術総合研究機構・食品総合研究所・微生物利用研究領域, 主任研究官 (20353980)
キーワード微生物 / 枯草菌 / 環境適応 / 遺伝子発現制御 / プロテインカイネーズ / 転写制御因子 / ポリペプチド
研究概要

ポリグルタミン酸(PGA)は、定常期の栄養欠乏に備えた納豆菌の貯蔵栄養であり、その合成と分解は環境の栄養源に左右される。本研究は、栄養源と細胞密度シグナル伝達系によるPGAの合成と分解に関る遺伝子の発現制御機構の解明を目的とした。以下に研究計画に沿って研究実績を報告する。
1.栄養源によるPGA合成遺伝子の発現制御
PGA合成遺伝子のプロモーターにlacZを連結したPcapB-lacZを作成し、栄養源めPGA合成とPcapB-lacZの発現に及ぼす影響を調べた。グルコースやグルタミン酸はPGA合成を2.5〜3倍促進させ、PcapB-lacZの発現を1/6〜1/2に低下させた。合成原料が不十分なときにPAGの合成が確保するために発現が増強されると解釈される。
2,コーラムセンシシグによるPGA合成遺伝子の発現制御
degQ遺伝子及びdegS-degU二成分制御遺伝子がPGAの合成を制御していることを明らかした。合成遺伝子のプロモーターの-720と-660に制御部位があり、そこにDegU蛋白質が結合することをゲルシフト法で実証した。さらに、大腸菌で発現・精製したDegQ、DegS及びDegUを用いて、DegQがDegSの自己リン酸化を促進することを発見した。
3.ywrDとggtの発現制御機構
ywrDとggtはそれぞれエンド型とエキソ型の分解酵素をコードする。前者はグルコースで、後者はグルタミン酸で抑制されることを明らかにした。ggtが合成遺伝子と同様にComQXPA-DegQ-DegS-DegUのシグナル伝達系で制御されることも明らかにした。
4.yvzDの機能解析
yvzDを破壊してもPGAの合成量には変化がなかったが、細胞に結合したPGAの量は顕著に増加していた。この結果から、PGAは一端細胞表層に結合することが明らかとなった。本遺伝子の発現は栄養源の影響を受けなかった。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Poly-γ-glutamate capsule-degrading enzyme treatment enhances phagocytosis and killing of encapsulated Bacillus anthracis2007

    • 著者名/発表者名
      A.Scorpio, D.J.Chabot, Y.Itoh, A.M.Friedlander
    • 雑誌名

      Antimicrobial Agents and Chemotherapy 51・1

      ページ: 515-222

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Characterization and a role of Pseudomonas aeruginosa Spermidine Dehydrogenase in Polyamine Catabolism2006

    • 著者名/発表者名
      V.V.Dasu, Y.Nakada, K.Kimura, Y.Itoh
    • 雑誌名

      Microbiology 152・8

      ページ: 2265-2272

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 納豆菌も納豆粘質物(ポリグルタミン酸)を食べる!巧妙な集団栄養確保戦略を探る2006

    • 著者名/発表者名
      伊藤義文, 木村啓太郎
    • 雑誌名

      化学と生物 44・8

      ページ: 569-572

  • [図書] 醸造物の機能性(分担)2007

    • 著者名/発表者名
      木村貴一, 伊藤義文, 堀一之
    • 総ページ数
      108
    • 出版者
      日本生物工学会スローフード微生物工学研究部会・日本醸造協会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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