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2018 年度 実績報告書

Dアミノ酸でよりよく成長する微生物の系統と代謝

研究課題

研究課題/領域番号 26506012
研究機関広島大学

研究代表者

長沼 毅  広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (70263738)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワードDアミノ酸 / 微生物 / 大腸菌 / 遺伝子発現 / 細胞席合成 / Dアミノ酸脱水素酵素 / ラセマーゼ
研究実績の概要

本研究ではこれまでにDアミノ酸 の中でもDグルタミン酸を唯一の炭素源として生育する微生物に興味深い遺伝子発現がみられることを明らかにしてきた。そこで5年度目(最終年度)は、これまでに調べた2種(Raoultella ornithinolyticaとPseudomonas aeruginosa;株数は3株)の微生物とは異なる大腸菌の中でもDアラニン酸を唯一の炭素源として生育できるEscherichia coli W3110株(NBRC 12713)に着目し、Dアラニン代謝に関わるDアミノ酸脱水素酵素、アラニンラセマーゼおよびDアミノ酸を細胞壁の構成成分にするUDP-N-アセチル-α-D-ムラモイル-トリペプチド-D-アラニル-Dアラニンリガーゼの遺伝子(順にdadA、dadXおよびmurF)の発現量を、リアルタイム逆転写定量PCRの比較Ct法(⊿⊿Ct法)により測定した。
この定量の結果、W3110株の成長曲線における定常状態初期でdadAとdadXが約2倍、murFが約6倍ほど多く発現していることがわかった。この結果を得るまでは、「Lアミノ酸とDアミノ酸を可逆的に変換する酵素ラセマーゼ」の遺伝子(dadX)がいちばんよく発現すると予想していた。しかし、本研究で得られた結果は予想を覆して、エネルギー代謝(ATP生産)ではなく細胞壁合成に関わる酵素遺伝子の発現が顕著なのであった。大腸菌E. coli W3110株にとって、エネルギー消費(ATP消費)してまで細胞壁合成に関連する酵素の遺伝子発現を増やすことにどういうメリットあるいは必要性があるのか、現時点ではまだうまく説明できないのである。本研究は最終年度に新たな謎を見つけて終了するが、このことがDアミノ酸生物学のさらなる発展に寄与することが期待される。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Enhanced Bacterial Growth and Gene Expression of D-Amino Acid Dehydrogenase With D-Glutamate as the Sole Carbon Source2018

    • 著者名/発表者名
      Naganuma Takeshi、Iinuma Yoshiakira、Nishiwaki Hitomi、Murase Ryota、Masaki Kazuo、Nakai Ryosuke
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 9 ページ: 2555-2568

    • DOI

      10.3389/fmicb.2018.02097

    • 査読あり / オープンアクセス

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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