Lumichrome biodegradation mechanism in Rhodococcus sp. LC-2.

红球菌属中的发光色素生物降解机制。

• 批准号: 21K05357
• 负责人: 土肥 裕希
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05357/
• 关键词: ルミクロム; 放線菌; 代謝; プラスミド; ビタミン; トランスポゾン

リボフラビンは植物や微生物によって生産される水溶性ビタミンであり、自然界に広く存在する。生体から自然環境中に放出されたリボフラビンは光分解などを受けて容易にルミクロムとなるが、生じたルミクロムの環境動態は明らかにされていない。本研究では、ルミクロム分解能を有する放線菌Rhodococcus sp. LC-2株のルミクロム分解機構を解明することで、環境中におけるルミクロムの微生物分解経路を明らかにすることを目的としている。ルミクロム存在下で転写量が大きく上方制御された遺伝子クラスターにおいて、ルミクロムの分解代謝への関与が示唆された酵素タンパク質をコードした7つの遺伝子の遺伝子破壊株の作製にそれぞれ成功した。これら遺伝子破壊株のほとんどはルミクロム分解能を失ったことから、これらの遺伝子クラスターにコードされた酵素タンパク質がルミクロム分解に関与していることが明らかになった。LC-2株の全ゲノムDNA配列を明らかにした結果、上述の遺伝子クラスターは本菌株が有する線状プラスミドにコードされていたことが示された。このことは、LC-2株のルミクロム分解能がプラスミドによって後天的に獲得されたことを示唆しており、Rhodococcus属にルミクロム分解能が保存されていないという結果と一致した。LC-2株のルミクロム分解産物をHPLCおよびLC/MSによって解析した結果、ルミクロムの水酸化物と思われる化合物（分子量＋16）が新たに検出された。さらに、当該化合物の分解産物を思われる化合物も検出されていることから、ルミクロム分解は水酸化反応を経て分解代謝されていく可能性を新たに見出した。

The water solubility of plants and microorganisms exists in nature. In the natural environment, organisms emit light, decompose light, and absorb light easily. The aim of this study was to clarify the mechanism of microbial decomposition of Rhodococcus sp. LC-2 strain, which has the ability to decompose microorganisms, and to clarify the pathway of microbial decomposition of microorganisms in the environment. In the presence of a single gene, the amount of DNA is increased to a large extent, and the production of DNA is successfully carried out. This is the first time that the enzyme has been used in the production of a protein. The complete DNA sequence of the LC-2 strain is shown in the following table. The LC-2 strain was able to decompose and preserve the protein in the same way as the Rhodococcus strain. HPLC and LC/MS analysis results of LC-2 strain's decomposition product, a new compound (molecular weight +16) was identified. In addition, when the decomposition products of this compound are considered, the possibility of compound decomposition and acidification is newly discovered.

项目成果

微生物生態系におけるルミクロム分解機構の解明

阐明微生物生态系统中的发光色素分解机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 出水庸介;鈴木 麻菜美，前田 典歩，土肥 裕希，高谷 直樹
• 通讯作者: 鈴木 麻菜美，前田 典歩，土肥 裕希，高谷 直樹

微生物生態系における細菌のリボフラビンおよびルミクロム分解

微生物生态系统中的细菌核黄素和发光色素降解

• 发表时间: 2021
• 作者: Katsuya Satoh;Shogo Ozawa;Hidenori Hayashi;Yutaka Oono;富田 武郎, 西山 真;河村麻衣子，三澤隆史，辻厳一郎，黒原崇，伊藤美千穂，出水庸介，花尻（木倉）瑠理;土肥 裕希，鈴木 麻菜美，前田 典歩，尾崎 紗代子，高谷 直樹
• 通讯作者: 土肥 裕希，鈴木 麻菜美，前田 典歩，尾崎 紗代子，高谷 直樹

土壌微生物生態系におけるリボフラビン動態

土壤微生物生态系统中核黄素动态

• 发表时间: 2021
• 作者: 富田武郎;西山真;水谷佐久美，河村麻衣子，田中理恵，三澤隆史，辻厳一郎，黒原崇，伊藤美千穂，出水庸介，花尻（木倉）瑠理;鈴木 麻菜美，前田 典歩，土肥 裕希，高谷 直樹
• 通讯作者: 鈴木 麻菜美，前田 典歩，土肥 裕希，高谷 直樹