初期生命の硫黄転移系の探究

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H05027
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 秀瀬 涼太 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命准教授 (90610866)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: tRNAチオ化修飾 / モリブドプテリン / 好熱性アーキア / ユビキチン様タンパク質

研究実績の概要

好熱性アーキアSulfolobus acidocaldariusのtRNAのチオ化修飾におけるユビキチン様タンパク質の関与を調べた。S. acidocaldariusのユビキチン様タンパク質Saci_1652のアミノ酸配列は、超好熱性アーキアThermococcus kodakarensis由来TK1093のそれと相同であるため、tRNAチオ化修飾への関与が予想された。S. acidocaldariusのtRNA画分のLC-MS解析の結果、Saci_1652遺伝子破壊株においてtRNAのチオ化修飾率が親株と比べて減少した。tRNAのチオ化修飾はその熱安定性を高める効果があるため、好熱菌の高温での生育に重要である。生育特性解析の結果、Saci_1652遺伝子破壊株は比増殖速度が高温環境下で低下した。このことからSaci_1652はチオ化修飾の硫黄キャリアーとして機能することが示唆された。
他方、T. kodakarensisにおいて、ユビキチン様タンパク質遺伝子の破壊がモリブドプテリン含有酵素活性に及ぼす影響を調べるために、元素硫黄非含有ピルビン酸含有培地で生育した野生株および各遺伝子破壊株（TK2118, TK1065, TK1093）より細胞抽出液を調製し、モリブドプテリン含有酵素活性を測定した。この結果、TK1065遺伝子破壊株、TK1093遺伝子破壊株、TK2118遺伝子破壊株ともにモリブドプテリン含有酵素活性が野生株と比べて低下した。いずれのユビキチン様タンパク質でもモリブドプテリン生合成に関わることが示唆され、TK2118は特にグリセロアルデヒド-3-リン酸：フェレドキシン酸化還元酵素の活性化に関わる（平成29年度の研究実績）と予想された。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Branched-chain polyamine stabilizes RNA polymerase at elevated temperatures in hyperthermophiles. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamori Y, Hamakawa M, Hidese R, Fukuda M, Atomi H, Fukuda W, Fujiwara S.
  • 雑誌名: Amino Acids 巻: 52 ページ: 275-285
  • DOI: 10.1007/s00726-019-02745-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genes regulated by branched-chain polyamine in the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakarensis. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fukuda W, Yamori Y, Hamakawa M, Osaki M, Fukuda M, Hidese R, Kanesaki Y, Okamoto-Kainuma A, Kato S, Fujiwara S.
  • 雑誌名: Amino Acids 巻: 52 ページ: 287-299
  • DOI: 10.1007/s00726-019-02793-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] The C-terminal flexible region of branched-chain polyamine synthase facilitates substrate specificity and catalysis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hidese R, Toyoda M, Yoshino KI, Fukuda W, Wihardja GA, Kimura S, Fujita J, Niitsu M, Oshima T, Imanaka T, Mizohata E, Fujiwara S.
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 286 ページ: 3926-3940
  • DOI: 10.1111/febs.14949
  • 査読あり
• [学会発表] Physiological roles of Thermococcus kodakarensis ubiquitin-like proteins in the biosynthesis of sulfur-containing biomolecules. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hidese R, Sakakibara S, Ohira T, Suzuki T, Shigi N, Fujiwara S
  • 学会等名: Thermophiles2019
  • 国際学会