新奇酵素反応による細菌のプロテオスタシス制御：我々とは異質な酸化ストレス適応戦略

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K15446
• Research Institution: Hyogo Prefectural Institute of Technology
• Principal Investigator: 今井 岳志 兵庫県立工業技術センター, その他部局等, 主任研究員 (30785241)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: バイオフィルム / 電子供与体 / 酸化ストレス

Outline of Annual Research Achievements

本研究では各種の酸化ストレスに対して当該の酵素がどのような役割を果たすかを多角的に評価し、細菌の多様化に繋がった、我々とは異質な酸化ストレスへの適応戦略を明らかにすることを目指している．
本研究計画は①酵素反応における当該酵素の諸性質解明、②オーソログの活性確認と破壊株作製、③破壊株においてタンパク質のアグリゲーションを定量、④進化生物学的な位置づけの解明、の４つの実施項目に分かれている．
本年度は①において、電子供与体を見出し、反応速度論解析に必要な条件を整えた．これにより、電子受容体と電子供与体が揃うことになり、酵素としての諸性質解明が可能となる．また、②では抗酸菌型の当該の遺伝子をpET28b(+)にクローニングし、pETシステムによって大腸菌で大量発現・カラム精製を達成した．その後、過酸化タンパク質に対する活性を測定することで、枯草菌型と機能の差異がほとんどなく、この活性が細菌種横断的なものであることを証明した．さらに、抗酸菌での破壊株作製に必要な配列を含むプラスミドの調製を達成した．今後、これら枯草菌および抗酸菌の破壊株を用いて③にあたる実験を実施する予定④においても、新たに当該遺伝子と高頻度で同一ゲノム上に現れる遺伝子をバイオインフォマティクス解析によって見出した．この遺伝子産物は予想される機能および構造的な特徴から、生体中における当該酵素の電子供与体とみられ、今後①の反応系で活性を確認することで、当該酵素を中心とした新規な抗酸化・タンパク質保護システムの全体像が明らかになると考えている，

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

順調にデータが出続けており、この進捗ペースであれば最終的な目的である当該酵素の機能解明が予定通り達成されると思われる．

Strategy for Future Research Activity

①、②を重点的に進める予定．特に②の抗酸菌における当該遺伝子の破壊株作製によって、細菌種横断的な当該酵素の機能解明がさらに進むことになり、大きな波及効果を伴う成果が期待される．