細菌における非標準的D-アミノ酸合成酵素の同定及び生理機能の解明

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K18082
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用微生物学; 応用生物化学
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 宮本 哲也 北里大学, 薬学部, 助教 (10739238)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: D-アミノ酸 / アミノ酸ラセマーゼ / シスタチオニンβ-リアーゼ / セリンデヒドラターゼ / バイオフィルム

研究成果の概要

細菌の細胞壁ペプチドグリカンには通常D-アラニンとD-グルタミン酸が含まれるが、それ以外の様々なD-アミノ酸 (非標準的D-アミノ酸) も含まれており、これらはペプチドグリカンのリモデリングやバイオフィルムの形成抑制及び解体に関与していることが明らかとなっている。従って、非標準的D-アミノ酸は細菌の環境適応において重要な役割があるが、これらの生合成経路に関する知見は乏しい。そこで、大腸菌及び枯草菌から非標準的D-アミノ酸を合成する酵素 (YgeA, MetC, MalY, RacX) を同定し、機能を解析した。さらに、YgeAは大腸菌の生育やバイオフィルム形成に影響を与えることが示唆された。

自由記述の分野

生化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

細菌が合成する多様なD-アミノ酸は、細菌自身に対してだけでなく、ヒトの自然免疫応答や腸内細菌叢を介して腸内環境の正常化にも影響を与えることが明らかとなってきている。従って、本研究を通じて発見された細菌の非標準的D-アミノ酸合成酵素の機能および生理的役割を理解することは、細菌と共生している我々にとって健康の維持や増進に繋がるとともに、D-アミノ酸を利用した病原性細菌に対する感染抑制や薬剤耐性の克服にも貢献すると考えられる。