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2006 年度 研究成果報告書概要

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
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学
研究機関東北大学 (2006)
秋田県総合食品研究所 (2005)

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)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
キーワード微生物 / 枯草菌 / 環境適応 / プロテインカイネース / 転写制御因子 / ポリペプチド / Polypeptide synthesis
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、栄養源の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.コーラムセンシングによる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

    (9件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (8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] Poly-γ-glutamate capsule-degrading enzyme treatment enhances phagocytosis and killing of encapsulated Bacillus anthracis2007

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

      Antimicrobial Agents and Chemotherapy 51 (1)

      ページ: 515-212

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Functionality of Natto2007

    • 著者名/発表者名
      Kimura K.Itoh Y., Hori K.
    • 雑誌名

      Functionality of Fermented Foods 86-92

      ページ: 108

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」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

    • 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
      Dasu V.V., Nakada Y., Kimura K., Itoh Y.
    • 雑誌名

      Microbiology 152 (8)

      ページ: 2265-2272

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Bacillus subtilis (natto) utilize poly-y-glutamate as nutrient. A strategy for nutrient reservation (in Japanese)2006

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

      Kagaku To Seibuttsu 44 (8)

      ページ: 569-572

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Isolation of a Bacillus subtilis mutant defective in poly-gamma-glutamate production and application of the mutant in Natto fermentation2005

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

      Japanese patent No. 3682435

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [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: 2008-05-27  

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