Identification of the physiological role of inositol kinase and inositol monophosphate in Archaea

2016 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 26850049
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Sato Takaaki 京都大学, 工学研究科, 助教 (60571411)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: Inositol / Kinase / Archaea / Hyperthermophile

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to identify the physiological role of myo-inositol kinase and its product, myo-inositol phosphate, in Archaea. The reaction product of the archaeal inositol kinase was identified to be inositol 3-phosphate whose hydroxyl group at C3 position is phosphorylated among six hydroxyl groups. Inositol 3-phosphate is generally synthesized from glucose 6-phosphate, which can be the substrate to synthesize a compatible solute. In addition, in vivo analyses of its gene transcription levels and gene disruption strain suggested that this enzyme is involved in the response to environmental stress. These results obtained in this study suggested that the myo-inositol kinase phosphorylates an inositol, generated with some kind of metabolism, to synthesize compatible solutes.

Free Research Field

分子微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

原核生物においてはイノシトールという糖アルコールは環境変化に対応するための適合溶質の原料となったり、真核生物においてはシグナル伝達物質となったりする。原核生物であるアーキアにおいてイノシトールをリン酸化する酵素が見つかったが、一般的には適合溶質の生合成にリン酸化のステップはないことから、その生理的役割は不明であった。本研究では、酵素の解析や遺伝子破壊株を使った実験により、イノシトールをリン酸化する酵素の役割がやはり環境ストレスへの適応であることを示唆する知見を得た。適合溶質の生合成もしくは再生に関して今までは知られていなかった経路が存在することが示唆され、新たな研究への展開が期待される。