アルギニンによるプロリン資化抑制機構の理解とワイン発酵への応用展開

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K05504
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分38060:応用分子細胞生物学関連
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 西村 明 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30781728)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: プロリン資化 / 塩基性アミノ酸 / トランセプター / Saccharomyces cerevisiae

研究成果の概要

酵母は発酵環境でプロリン（Pro）をほとんど資化できない。過去の研究から、アルギニン（Arg）がPro資化抑制因子として働くことを判明しているが、その分子機構は解明されていない。まず、Arg以外の塩基性アミノ酸がPro資化能に及ぼす影響を検討した結果、オルニチンやリジンもPro資化抑制因子として働くことが分かった。次に、プロリン資化抑制に関与する遺伝子を探索したところ、ArgトランスポーターCan1をコードする遺伝子を見出した。Can1変異体の解析を進めた結果、Can1は「トランスセプター」として働き、外部の塩基性アミノ酸の感知することで、プロリン資化を抑制することが判明した。

自由記述の分野

応用微生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

約30年前から、プロリン資化抑制の解除を目指した研究例は存在するが、いずれの研究もプロリンの資化経路の強化を主眼に置いており、その効果は限定的であった。本研究成果を応用することで、これまでは想像もつかない新規な育種方法の提案が可能となり、プロリン高資化性酵母の構築が可能となる。プロリンが残存しないワインは個性的かつ高品質であることが期待されており、本研究が国内外の醸造業界に与える影響は多大である。