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Search and functional analysis of maturation genes for syntrophic propionate oxidation using genomic information

利用基因组信息搜索互养丙酸氧化成熟基因并进行功能分析

基本信息

批准号：
21K05343
负责人：
高坂智之
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

(1) ゲノム情報を基にした成熟化候補遺伝子の選抜：これまでに決定された微生物のゲノム情報を活用して、[NiFe]ヒドロゲナーゼ(HYD)を対象とした成熟化候補遺伝子の分析を試みた。ゲノムデータベースを活用して、HYDの活性サブユニットのホモログ遺伝子をもつゲノムにおける遺伝子クラスター解析を試み、活性サブユニットの進化系統とその成熟化に関わる遺伝子のクラスター群を分類して可視化できる可能性を示唆した。また、この結果から大腸菌はプロピオン酸酸化細菌のHYDを機能的に発現させるための遺伝子セットを有している可能性が示唆された。(2) 成熟化候補遺伝子群の機能解析：HYDの成熟化に関わる遺伝子のうち、新たにhypAとhypDをエンドペプチダーゼhyaDに加えて大腸菌で発現し、その機能補完能を解析した。残念なことに、これらのプロピオン酸酸化細菌のホモログは大腸菌の機能を補完しなかった。一方、エンドペプチダーゼ hyaD は、大腸菌のhyaDだけでなくhybDの機能も補完できることを示した。(3) 成熟化が必要な酵素の機能化解析について：酵素機能の成熟化について、SDHの解析を進めたところ、プロピオン酸酸化細菌のSDHは大腸菌で発現していないことが明らかとなったが、宿主株を変更することでサブユニットはそれぞれ発現可能であった。ただし、コハク酸酸化を担うサブユニットは発現させただけでは補酵素が結合しておらず、さらにin vitroでの補酵素の結合も見られないことを明らかにした。一方、プロピオン酸酸化細菌と近縁であるコリネ型細菌のSDHは、大腸菌で全サブユニットの同時発現により活性が見られることを明らかにした。

(1)The selection of maturation candidate based on the information of the microorganism is determined by the analysis of the maturation candidate based on the information of the microorganism. The possibility of classification and visualization of the genetic group of HYD is demonstrated by analyzing the evolutionary system of HYD and the maturation of HYD. The results show that the development of the function of E. coli and its acid-acidifying bacteria is possible. (2)The function analysis of mature candidate gene group: HYD mature related gene, hypA, hypD, E. coli, E. coli, E The function of E. coli is complemented by that of acid acidifying bacteria. A party, a party (3)The functional analysis of enzymes necessary for maturation: the maturation of enzyme functions, the analysis of SDH, the development of acid acidifying bacteria, SDH and Escherichia coli, the transformation of host strains, and the possibility of development. The enzyme is bound to the enzyme, and the enzyme is bound to the enzyme. The activity of SDH and E. coli was detected simultaneously.