枯草菌緊縮制御ネットワークの全貌の解明とその応用

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23380053
• 研究機関: 福山大学
• 研究代表者: 藤田 泰太郎 福山大学, 生命工学部, 教授 (40115506)
• 研究分担者: 広岡 和丈 福山大学, 生命工学部, 准教授 (20389068)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 応用微生物 / 緊縮応答 / 発現制御 / ゲノム / 枯草菌 / 胞子形成 / 緊縮転写制御 / プリン合成

研究概要

前年度までの研究で胞子形成の開始に必須なkinAとkinBは正の緊縮転写制御を受け、この正の緊縮転写制御の作動が胞子形成の開始の前提条件となっていることを明らかにしていた。その研究のLacZ融合実験においてkinAとkinB遺伝子のコアプロモーター領域を用いたため胞子形成開始時の本来の発現が追跡することができず、さらに広いプロモーター領域をlacZに融合させ解析した。その結果、kinBのプロモーターの-35領域上流に負の制御部位を見出した。
分岐鎖アミノ酸合成オペロン(ilv-leu)もまた正の緊縮転写制御を受ける。このオペロンのカタボライト活性化の機構の解明研究を行った。生体外でilv-leuの転写系を構築して検証したところ、CcpAとP-Ser-HPrのみの添加で転写の活性化が見られた。このことによりilv-leuの異化物活性化はCcpAとP-Ser-HPrの複合体のcreへの結合による転写活性化であると結論づけた。
yuxG-yulBCDEオペロンはラムノース異化に関わり、カタボライト抑制を受ける。オペロン内にコードされるYulBはDeoRファミリーに属する転写因子であり、オペロン上流の2つの不完全なダイレクトリピートを含む領域に結合する。この結合様式を明らかにするためにYulBタンパク質を精製したところ、二量体を形成することが明らかになった。ラムノース代謝中間体のラムヌロース-1-リン酸が誘導物質として作用していると思われ、YulBのDNA結合に対する効果の検証に用いるラムヌロース-1-リン酸を調製することを目的に、YulEおよびYulCタンパク質を精製した。精製YulEとYulCの酵素活性を測定したところ、YulEはラムノースを異性化し、YulCは生じたラムヌロースを選択的にリン酸化した。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25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] Structural characterization of a ligand-bound form of Bacillus subtilis FadR involved in the regulation of fatty acid degradation (2014)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Fujihashi, Taiga Nakatani, Kazutake Hirooka, Hiroshi Matsuoka, Yasutaro Fujita, Kunio Miki
  • 雑誌名: Proteins 巻: (in press)
  • DOI: 10.1002/prot.24496
• [雑誌論文] Expression of kinA and kinB of Bacillus subtilis, necessary for sporulation initiation, is under positive stringent transcription control (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeo Tojo, Kazutake Hirooka, Yasutaro Fujita
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: 195 (8) ページ: 1656-1665
  • DOI: 10.1128/JB.02131-12
• [学会発表] 枯草菌でのラムノ ース資化に関わるyuxG-yulBCDEオペロンにコードされる各タンパク質の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 広岡和丈、藤田泰太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス、東京都
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] 枯草菌 の炭素代謝と胞子形成開始の緊縮転写制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤田泰太郎、東條繁郎、広岡和丈
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、神戸市
  • 年月日: 20131201-20131204
• [学会発表] 枯草菌におけるラ ムノース異化に関わるyuxG-yulBCDEオペロンのYulBとCcpAによる制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 広岡和丈、藤田泰太郎
  • 学会等名: 2013年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 筑波山ホテル江戸屋、つくば市
  • 年月日: 20130907-20130908
• [学会発表] Stringent transcription control of carbon metabolism and sporulation initiation in Bacillus subtilis (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasutaro Fujita, Shigeo Tojo, Kazutake Hirooka
  • 学会等名: 7th International Conference on Gram-Positive Microorganisms
  • 発表場所: Palazzo dei Congressi, Montecatini Terme, Italy
  • 年月日: 2013-06-25
  • 招待講演
• [図書] Microbial Production; From Genome Design to Cell Engineering (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Ara, K. Manabe, S. Liu, Y. Kageyama, T. Ozawa, M. Tohata, K. Endo, K. Sawada, N. Shibata, A. Kawahara, K. Saito, H. Kodama, Y. Kimura, K. Ozaki, Y. Takema, H. Kakeshita, K. Nakamura, K. Yamane, T. Kodama, J. Sekiguchi, T. Morimoto, R. Kadoya, S. Kanaya, Y. Fujita, F. Kawamura, N. Ogasawara
  • 総ページ数: １２９ページ（分担執筆：3-15ページ）
  • 出版者: Springer Japan, Tokyo
• [備考] 藤田 泰太郎ー研究者ーresearchmap
  • URL: http://researchmap.jp/read0035996/