2008 Fiscal Year Annual Research Report
抗菌ペプチドの生物活性を増強するペプチドエピメラーゼの探索と光学異性化機構の解明
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07J00716
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
荒川 健佑 Tohoku University, 大学院・農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 光学異性化 / ペプチドエピメラーゼ / D-アラニン / 乳酸菌 / 抗菌ペプチド / バクテリオシン / ガセリシンA / ロイテリシン6 |
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| Research Abstract |
Lactobacillus gasseri LA39およびLb.reuteri LA6の生産する抗菌ペプチド「ガセリシンA(GA)」および「ロイテリシン6(R6)」は、D-Alaを構成アミノ酸として含んでおり、翻訳後のL-AlaからD-Alaへの酵素的な光学異性化反応が推定されている。本研究では、D-Alaの分子内局在と光学異性化反応を触媒する酵素(ペプチドエピメラーゼ)遺伝子を同定し、L-AlaからD-Alaへの光学異性化反応機構の詳細を明らかにすることを目的とした。
昨年度までに我々は、LA39におけるGA構造遺伝子(gaaA)周辺のDNA配列を解読し、GA活性発現に関連すると推定された7遺伝子(gaaBCADIET)がプラスミド上に存在していることを明らかにした。本年度はまず、GA関連遺伝子群(gaaBCADIET)をLb.gasseri JCM1131^Tに導入した変異株からホモ発現GA(HoGA)を単離・精製することに成功した。そして、GAとHoGAが同等の活性および構造的性質を有することを明らかにし、HoGAがGAと同一の分子であることを見出した。このことより、GA関連7遺伝子(gaaBCADIET)で完全なGAが生産されることが明らかになった。GAの精製に際しては、HPLCを用いた新たな精製法を確立することに成功した。また、変異株から各関連遺伝子(gaaBCADIET)の欠損株を作出することにも成功している。次年度は、欠損株由来の発現体GAの精製および特性解析を行い、ペプチドエピメラーゼ遺伝子の同定を行う予定である。
一方で、昨年度から取り組んでいる「GAおよびR6におけるD-Ala局在の解明」は、分子内にAlaが18残基と多いことから、未だに成功に至っていない。しかし、α-キモトリプシンを用いたGAの断片化およびHPLCを用いたGA断片の分取の可能性を見出すことができた。来年度はGA断片のアミノ酸組成分析により、D-Alaの局在を明らかにする予定である。
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[Journal Article] DNA sequencing and homologous expression of a small peptide conferring immunity to gassericin A, a circular bacteriocin produced by Lactobacillus gasseri LA392009
Author(s)
Yasushi Kawai, Joni Kusnadi, Rober Kemperman, Jan Kok, Yoshiyuki Ito, Mikiko Endo, Kensuke Arakawa, Hideaki Uchida, Junko Nishimura, Haruki Kitazawa, Tadao Saito
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Journal Title
Applied and Environmental Microbiology 75
Pages: 1324-1330
Peer Reviewed
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