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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Mechanism of Biogenesis of Membrane Microdomain Containing Polyunsaturated Fatty Acids in Bacteria and Its Physiological Functions

Research Project

Project/Area Number 15H04474
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

栗原 達夫  京都大学, 化学研究所, 教授 (70243087)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川本 純  京都大学, 化学研究所, 助教 (90511238)
小川 拓哉  京都大学, 化学研究所, 助教 (40756318)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords生体膜 / 高度不飽和脂肪酸 / エイコサペンタエン酸 / リン脂質 / アシル化タンパク質 / マイクロドメイン / 細菌
Outline of Annual Research Achievements

高度不飽和脂肪酸 (PUFA) 生産性細菌において、PUFA は生体膜リン脂質のアシル鎖として生理機能を発揮すると考えられている。一方、さまざまなタンパク質がアシル鎖修飾を受けることから、PUFA がタンパク質を修飾することで、その機能や局在性を制御する可能性も考えられる。しかし、PUFA 修飾型タンパク質の存在についてはこれまで明らかにされてこなかった。本研究では、PUFA の一種であるエイコサペンタエン酸 (EPA) を生産する細菌 Shewanella livingstonensis Ac10 に EPA 修飾型タンパク質が存在するか検討した。EPA のω末端メチル基をエチニル基で置換した EPA アナログ (eEPA) の存在下で培養した菌体の膜画分をクリックケミストリーの手法でビオチン標識し、ストレプトアビジンビーズを用いたアフィニティー精製に供した結果、eEPA 添加条件で菌体を培養したときにのみビーズに結合するタンパク質が見いだされた。eEPA 依存的にビーズに結合したタンパク質をペプチドマスフィンガープリンティング解析に供した結果、5 種類のタンパク質が同定された。それらのうち、外膜タンパク質と推定される Omp74 には細菌の脂肪酸修飾タンパク質に保存されるリポボックス配列が存在しなかったことから、従来知られていた脂肪酸修飾とは異なる様式で EPA が付加していることが示唆された。本菌の主要な脂肪酸であるパルミトレイン酸 (PAL) のω末端メチル基をエチニル基で置換した PAL アナログ (ePAL) を用いて同様の実験を行った結果、ePAL 修飾型 Omp74 の含量は eEPA 修飾型 Omp74 の含量よりも少ないことが見いだされ、Omp74 が EPA による選択的修飾を受けていることが示唆された。

Research Progress Status

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Purification and characterization of 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase with a substrate preference for polyunsaturated fatty acyl donors from the eicosapentaenoic acid-producing bacterium Shewanella livingstonensis Ac102018

    • Author(s)
      Ogawa Takuya、Tanaka Asako、Kawamoto Jun、Kurihara Tatsuo
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 164 Pages: 33~39

    • DOI

      10.1093/jb/mvy025

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A novel 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate O-acyltransferase homolog for the synthesis of membrane phospholipids with a branched-chain fatty acyl group in Shewanella livingstonensis Ac102018

    • Author(s)
      Toyotake Yosuke、Cho Hyun-Nam、Kawamoto Jun、Kurihara Tatsuo
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 500 Pages: 704~709

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.04.140

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 不飽和脂肪酸から探る生体膜の機能形成2018

    • Author(s)
      栗原達夫
    • Journal Title

      CSJ Current Review

      Volume: 30 Pages: 50~55

  • [Presentation] Escherichia coli由来新規リゾホスファチジン酸アシル基転移酵素YihGの基質特異性と生理機能解析2019

    • Author(s)
      豊竹洋佑、川本純、西山雅祥、小川拓哉、栗原達夫
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
  • [Presentation] 低温菌Shewanella livingstonensis Ac10におけるエイコサペンタエン酸修飾タンパク質の探索2019

    • Author(s)
      米田雄紀、徳永智久、川本純、小川拓哉、栗原達夫
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
  • [Presentation] 細菌におけるエイコサペンタエン酸の細胞内分布の解析2018

    • Author(s)
      川本純、徳永智久、蓁原光莉、小川拓哉、栗原達夫
    • Organizer
      第60回日本脂質生化学会
  • [Presentation] 新規リゾホスファチジン酸アシル基転移酵素YihGのEscherichia coli膜リン脂質生合成への寄与とその生理機能2018

    • Author(s)
      豊竹洋佑、川本純、西山雅祥、小川拓哉、栗原達夫
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
  • [Presentation] Shewanella属細菌の低温適応に重要なエイコサペンタエン酸含有リン脂質の巧みな生合成機構2018

    • Author(s)
      小川拓哉、川本純、栗原達夫
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
    • Invited
  • [Presentation] A novel 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate O-acyltransferase homolog from a marine bacterium is related to cell flocculation and swimming motility2018

    • Author(s)
      Toyotake Yosuke、Kawamoto Jun、Nishiyama Masayoshi、Ogawa Takuya、Kurihara Tatsuo
    • Organizer
      12th International Congress of Extremophiles
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Purification and characterization of 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase that produces eicosapentaenoic acid-containing phospholipids2018

    • Author(s)
      Ogawa Takuya、Tanaka Asako、Kawamoto Jun、Kurihara Tatsuo
    • Organizer
      12th International Congress of Extremophiles
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大腸菌のリン脂質生合成に関与する新規アシル基転移酵素の同定と機能解析2018

    • Author(s)
      栗原達夫
    • Organizer
      第454回ビタミンB研究協議会
  • [Presentation] 長鎖多価不飽和脂肪酸によるタンパク質翻訳後修飾の解析2018

    • Author(s)
      米田雄紀、徳永智久、川本純、小川拓哉、栗原達夫
    • Organizer
      第19回極限環境生物学会年会
  • [Presentation] 低温菌Shewanella livingstonensis Ac10におけるドコサヘキサエン酸からエイコサペンタエン酸への変換機構の解析2018

    • Author(s)
      廣瀬和樹、小川拓哉、川本純、栗原達夫
    • Organizer
      第19回極限環境生物学会年会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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