Elucidation and development of biosynthesis and action mechanism of various novel bacteriocins of lactic acid bacteria

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乳酸菌が生産する抗菌ペプチド・バクテリオシンは、低濃度で強力な抗菌活性を有し、安全な抗菌物質として期待される。我々は、これまでに特徴的な構造と活性をもつ多種多様な新奇乳酸菌バクテリオシンを見出し、これらの新しい生合成・作用機構の一端を明らかにしてきた。本研究では、特異な構造と活性をもつ乳酸菌バクテリオシンをさらに探索するとともに、これまでに見出したものも含めた多様な新奇乳酸菌バクテリオシンの生合成・作用機構を明らかにし、新奇バクテリオシン群の実用と生合成機構を利用した新奇抗菌ペプチドの創出に向けた分子基盤の確立を目指している。種々の分離源から新たに分離した乳酸菌より、特異な活性を示すバクテリオシンを見出し、その精製・構造解析および特性の解析を行った。また、バクテリオシンの構造と生合成機構を明らかにするため、バクテリオシン生産乳酸菌のドラフトゲノム解析を行い、生合成遺伝子群の特定・解析を行った。その結果、クラスIIに分類される複数の新奇バクテリオシンの構造を決定した。また、クラスIIIに分類されることが予想される分子量の大きいバクテリオシンを見出し、その溶菌活性を明らかにするとともに、構造と活性の相関解析を継続している。一方、環状バクテリオシンであるあるエンテロシンNKR-5-3Bについては、分泌や自己耐性に関わるタンパク質の特性を明らかにした。また、多成分バクテリオシントランスポーターについては、その分泌やリーダーペプチド切断活性に必須のアミノ酸残基を特定するとともに、異種クラスIIバクテリオシンの分泌発現への有効性が実証された。さらに、糖付加型バクテリオシン・グリコシンであるエンテロシンF4-9の生合成遺伝子群について異種発現による解析を行い、最小生合成遺伝子群を特定するとともに、各生合成遺伝子の機能を実証した。リーダーレスバクテリオシンについても同様の解析を進めている。