Study on the metabolic conversion of omega-3 polyunsaturated fatty acids through a reconsideration of beta-oxidation pathway

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一般的に細菌は高度不飽和脂肪酸 (PUFA) をつくらないが、一部の海洋性細菌はエイコサペンタエン酸 (EPA) やドコサヘキサエン酸 (DHA) といったω-3 PUFAをつくる。これらの細菌におけるPUFA生合成の理解は進んでいるが、分解や変換といった他の代謝経路については未解明な点が多い。細菌におけるPUFA代謝の理解拡充のため、本研究ではEPA生産性細菌Shewanella livingstonensis Ac10に見出したDHA-EPA変換機構の解明に取り組んだ。我々はこれまでに、脂肪酸のβ酸化を担う2種の酵素がDHA-EPA変換に関わることを明らかにしている。そこで本年度は、他のβ酸化酵素ホモログである、二機能性の2-エノイルCoAヒドラターゼ/3-ヒドロキシアシルCoAデヒドロゲナーゼ (FadBとFadJ)、および3-ケトアシルCoAチオラーゼ (FadAとFadI) が本変換に関わるか検討した。各遺伝子の単独欠損株、およびFadB/FadJの二重欠損株とFadA/FadIの二重欠損株を作製し、DHA-EPA変換能への影響を調べたところ、二重欠損株でのみ本変換能が損なわれることが分かった。このことから、2つずつ存在するFad酵素ホモログの両方が本変換を担うことが強く示唆され、本変換が完全なβ酸化経路によって触媒されることがわかった。本成果について、1件の学会発表を行った。また、β酸化を経由しつつもDHAを完全分解せずにEPAを生じる分子機序として、Fad酵素と、EPAを膜リン脂質に導入するアシル基転移酵素PlsC1との相互作用を考え、共免疫沈降法によりこれを検証した。エピトープタグを利用した相互作用分子の検出系を確立したところであり、現在、これを利用して共免疫沈降実験に取り組んでいる。