高度好熱菌のタンパク質アシル化修飾による代謝制御機構に関する研究

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26870113
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 吉田 彩子 東京大学, 生物生産工学研究センター, 助教 (90633686)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: タンパク質アシル化修飾 / タンパク質アセチル化酵素 / アミノ酸代謝 / CoA体代謝 / 代謝調節 / タンパク質相互作用

研究実績の概要

①網羅的解析により同定されたアシル化修飾代謝酵素の機能解析
Thermus thermophilus HB27を対象とした網羅的解析により同定されたアセチル化及びスクシニル化を受ける代謝酵素のうち、ロイシン生合成経路の初発酵素である2-Isopropylmalate synthase (IPMS)に着目し、そのアシル化修飾の役割を解析した。アシル化修飾部位に、アシル化修飾を模倣した変異を導入した変異体のin vitro、in vivoでの解析により、IPMS活性がアシル化修飾により調節されることが示唆された。このIPMSはイソロイシン生合成の初発酵素であるCitramalate synthase (CMS)活性も持つが、アシル化修飾状態によってその基質特異性が変化することも見出された。アシル化修飾により、分岐差アミノ酸生合成量が調節されている可能性が示唆された。

②タンパク質アシル化酵素(KAT)の機能解析
T. thermophilusの持つ10のKATホモログの解析により、TTC1711がCoA transferaseをアセチル化することが明らかとなった。CoA transferaseはAcetyl-CoAのCoA部位を短鎖脂肪酸に転移する酵素であり、アセチル化の基質であるAcetyl-CoAを用いるため、基質濃度依存的にアセチル化により活性が制御される可能性が示唆された。さらに、このCoA transferaseはAlanine dehydrogenaseホモログと相互作用することを示し、CoA体代謝がアセチル化だけでなくタンパク質相互作用によっても制御されることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Altered acetylation and succinylation profiles in Corynebacterium glutamicum in response to conditions inducing glutamate overproduction (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuta Mizuno, Megumi Nagano-Shoji, Shosei Kubo, Yumi Kawamura, Ayako Yoshida, Hisashi Kawasaki, Makoto Nishiyama, Minoru Yoshida, and Saori Kosono
  • 雑誌名: MicrobiologyOpen 巻: 5 ページ: 152-173
  • DOI: 10.1002/mbo3.320.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Changes in the acetylome and succinylome of Bacillus subtilis in response to carbon source (2015)
  • 著者名/発表者名: Saori Kosono, Masaru Tamura, Shota Suzuki, Yumi Kawamura, Ayako Yoshida, Makoto Nishiyama, and Minoru Yoshida
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: e0131169
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0131169.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Thermus thermophilusにおいてアセチル化を受けるCoAトランスフェラーゼの機能と制御機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本寛之、吉田彩子、富田武郎、古園さおり、葛山智久、西山真
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-30 – 2016-03-30
• [学会発表] 枯草菌ECFシグマ因子SigXのグルコース依存的な活性化に関わるRNAポリメラーゼ のアセチル化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 米沢祐大、小倉光雄、鈴木祥太、吉田彩子、浅井計、吉田稔、西山真、古園さおり
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-28 – 2016-03-28
• [学会発表] Corynebacterium glutamicum由来ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)のアセチル化制御はグルタミン酸生産に重要である (2016)
  • 著者名/発表者名: 永野愛、山田鮎果、水野裕太、菊池正樹、白水美香子、梅原崇史、吉田彩子、吉田稔、西山真、古園さおり
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-28 – 2016-03-28
• [備考] 微生物機能代謝工学研究室ホームページ
  • URL: http://part.itc.u-tokyo.ac.jp/biotec-res-ctr/MBT/