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2011 年度 実績報告書

微好気環境に特異的な微生物代謝とその制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20380046
研究機関東京大学

研究代表者

新井 博之  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教 (70291052)

キーワード好気 / 嫌気 / 微好気 / 呼吸 / 光合成 / 微生物 / 脱窒 / 緑膿菌
研究概要

緑膿菌に関しては、高酸素条件でも微好気的呼吸代謝が主要であることが明らかになったので、微好気呼吸を担うcbb3タイプの末端酸化酵素について詳細な解析を行った.2つのcbb3タイプの酵素(Cbb3-1,Cbb3-2)は、それぞれccoN101Q1P1とccoN202Q2P2遺伝子群にコードされており、CcoN, CcoO, CcoPが酵素の3つのサブユニットであり、CcoQは酵素のアセンブリに必要とされる。緑膿菌のゲノム上には、これら以外にさらに2つの不完全なcco遺伝子群が見つかり、それらをccoN3Q3,ccoN4Q4と名付けた。4種のCcoNと2種のCcoOPのセットは、組合せを変えてもハイブリッド酵素として機能し、ハイブリッド酵素は呼吸阻害剤に対する耐性などで異なる性質を示したことから、緑膿菌は微好気条件での生育環境変化に応じて、サブユニット交換によりccb3タイプの酵素の性質を変化させることで適応していると考えられた。
好気性光合成細菌Roseobacter denitrificansについて、転写調節因子RegBA,PpsRの光合成遺伝子の発現に対する役割を、変異解析とトランスクリプトーム解析により調べたところ、PpsRについては嫌気性光合成細菌Roseobacter sphaeroidesと同様に光合成関連遺伝子の発現抑制因子として働いていたが、RegBAについては嫌気性光合成細菌とは異なり、光合成遺伝子発現の活性化因子としては機能しておらず、酸素と光に対して独特の応答機構を有していることが示唆された。
好熱性水素細菌Hydrogenobacter thermophilusについては、酸素耐性に関与する因子を検索した結果、パーオキシダーゼ活性を持つRubrerythrin様タンパク質が、本菌の好気的生育に必要であることが明らかになった。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (22件)

  • [雑誌論文] Discovery and analysis of cofactor-dependent phosphoglycerate mutase homologs as novel phosphoserine phosphatases in Hydrogenobacter thermphilus2012

    • 著者名/発表者名
      Yoko Chiba, et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem.

      巻: 287 ページ: 11934-11941

    • DOI

      doi:10.1074/jbc.M111.330621

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Novel Enzymatic System against Oxidative Stress in the Thermophilic Hydrogen-Oxidizing Bacterium Hydrogenobacter thermophilus2012

    • 著者名/発表者名
      Yuya Sato, et al.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7 ページ: e37825

    • DOI

      doi:10.1371/journal.pone.0034825

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation and function of versatile aerobic and anaerobic respiratory metabolism in Pseudomonas aeruginosa2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Arai
    • 雑誌名

      Front Microbio

      巻: 2 ページ: 103

    • DOI

      DOI:10.3389/fmicb.2011.00103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trade-off between oxygen and iron acquisition in bacterial cells at the air-liquid interface2011

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Yamamoto, et al.
    • 雑誌名

      FEMS Microbiol.Ecol.

      巻: 77 ページ: 83-94

    • DOI

      doi:10.1111/j.1574-6941.2011.01087.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detecting weak protein-protein interactions by modified far-western blot2011

    • 著者名/発表者名
      Yuya Sato, et al.
    • 雑誌名

      J.Biosci.Bioeng.

      巻: 112 ページ: 304-307

    • DOI

      doi:10.1016/j.jbiosc.2011.05.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism for folate-independent aldolase reaction catalyzed by serine hydroxymethyltransferase2011

    • 著者名/発表者名
      Yoko Chiba, et al.
    • 雑誌名

      FEBS J.

      巻: 279 ページ: 504-514

    • DOI

      doi:10.1111/j.1742-4658.2011.08443.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of flagella-driven motility and pili in Pseudomonas aeruginosa colonization at the air-liquid interface2011

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Yamamoto, et al.
    • 雑誌名

      Microbes Environ.

      巻: (印刷中)

    • DOI

      doi:10.1264/jsme2.ME11322

    • 査読あり
  • [学会発表] 緑膿菌におけるcbb3-type cytochrome c oxidaseのサブユニットシャッフリング2012

    • 著者名/発表者名
      長村達也、川上卓郎、石井正治、五十嵐泰夫、新井博之
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都)
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] 緑膿菌の細胞外多糖がもたらす静置環境特異的な適応優位性2012

    • 著者名/発表者名
      山本京祐
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都)
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] 好気性光合成細菌Roseobacter denitrificans OCh114の光合成遺伝子制御因子の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      青山晴菜
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都)
    • 年月日
      2012-03-23
  • [学会発表] 新規phosphoserine phosphataseの性状解析と生物内分布2012

    • 著者名/発表者名
      千葉洋子
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都)
    • 年月日
      2012-03-22
  • [学会発表] 好熱性独立栄養性水素細菌Hydrogenobacter thermophilus TK-6におけるエネルギー獲得様式の違いに応じた代謝系の変化2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤由也
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都)
    • 年月日
      2012-03-22
  • [学会発表] 好熱性独立栄養性水素細菌Hydrogenobacter thermophilus TK-6由来Fructose-1,6-bisphosphatase, aldolaseの解析2012

    • 著者名/発表者名
      安間俊輔
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都)
    • 年月日
      2012-03-22
  • [学会発表] 好熱性独立栄養性水素細菌Hydrogenobacter thermophiles TK-6の二酸化炭素利用性とトランスクリプトーム解析2012

    • 著者名/発表者名
      宮野裕介
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都)
    • 年月日
      2012-03-22
  • [学会発表] 好熱性独立栄養性水素細菌Hydrogenobacter thermophilus TK-6における遺伝子導入系の確立2012

    • 著者名/発表者名
      木村真人
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都)
    • 年月日
      2012-03-22
  • [学会発表] 緑膿菌における好気および嫌気呼吸代謝の多様性と調節機構2012

    • 著者名/発表者名
      新井博之
    • 学会等名
      緑膿菌感染症研究会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(東京)(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-18
  • [学会発表] 緑膿菌における複数のcbb3 cytochrome c oxidaseの機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      長村達也
    • 学会等名
      日本生化学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都)
    • 年月日
      2011-09-24
  • [学会発表] 緑膿菌における好気および嫌気呼吸酵素の特徴と遺伝子発現制御2011

    • 著者名/発表者名
      新井博之
    • 学会等名
      日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-16
  • [学会発表] FnrL is a global regulator of energy metabolism in aerobic photosynthetic bacterium Roseobacter denitrificans OCh1142011

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kimura
    • 学会等名
      国際微生物学会(IUMS2011)
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] Functional analysis of two alternative sigma factors in the defense system against photooxidative stress in Roseobacter denitrificans2011

    • 著者名/発表者名
      Haruna Aoyama
    • 学会等名
      国際微生物学会(IUMS2011)
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] Rubrerythrin-like protein is an essential antioxidant for aerobic growth of Hydrogenobacter thermophilus2011

    • 著者名/発表者名
      Yuya Sato
    • 学会等名
      国際微生物学会(IUMS2011)
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] Novel serine biosynthetic enzymes in Hydrogenobacter thermophilus, a hydrogenoxidizing autotrophic bacterium-phosphoserine phosphatases belonging to the histidine phosphatase superfamily-2011

    • 著者名/発表者名
      Yoko Chiba
    • 学会等名
      国際微生物学会(IUMS2011)
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] Characterization of multiple terminal oxidases for aerobic respiration in Pseudomonas aeruginosa2011

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Osamura
    • 学会等名
      Pseudomonas 2011
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2011-09-06
  • [学会発表] Role of motility and extracellular polymeric substances in Pseudomonas aeruginosa2011

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Yamamoto
    • 学会等名
      Pseudomonas 2011
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2011-09-05
  • [学会発表] 好熱性水素細菌Hydrogenobacter thermophilusの好気呼吸および嫌気脱窒遺伝子の環境変化に応じた発現調節2011

    • 著者名/発表者名
      新井博之、神邉悠奈、石井正治、五十嵐泰夫
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会大会
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2011-06-21
  • [学会発表] 海洋表層優占種である好気性光合成細菌Roseobacter denitrificans OCh114の脱窒制御機構の解明2011

    • 著者名/発表者名
      木村真人
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会大会
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2011-06-21
  • [学会発表] 好気性光合成細菌Roseobacter denitrificans OCh114の光酸化ストレス防御における2種のσ因子の役割2011

    • 著者名/発表者名
      青山晴菜
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会大会
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2011-06-20
  • [学会発表] Characterization of multiple terminal oxidases for aerobic respiration in Pseudomonas aeruginosa2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Arai
    • 学会等名
      ASM General meeting
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2011-05-24
  • [学会発表] Role of migration and settlement abilities in propagation under spatially structured environment : Experimental approach in bacterial microcosm2011

    • 著者名/発表者名
      山本京祐
    • 学会等名
      日本生態学会大会
    • 発表場所
      龍谷大学(滋賀)
    • 年月日
      2011-03-17

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公開日: 2013-06-26  

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