Functional mechanisms of branched chain polyamines in thermophiles

支链多胺在嗜热菌中的功能机制

基本信息

批准号：
21H02112
负责人：
藤原伸介
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Kwansei Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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-21H02112/
关键词：
アーキアポリアミン超好熱菌遺伝子発現制御

项目摘要

BCPAで翻訳が促進されるhyhL遺伝子について、その制御領域を特定するために in vitroの翻訳実験を行なった。その結果hyhL構造遺伝子内に制御領域が存在することが明らかになった。制御領域の特定を行うためにHyhLのC末端にHisタグを付与し、HyhLタンパク質の発現を抗His抗体で検出する実験系を確立した。この検出系で制御領域の絞り込みを行なっている。Thermococcus kodakarensis細胞からポリアミンのアセチル化と脱アセチル化に関与する酵素の精製を試みた。現在までに活性の濃縮は進んでいるが、高純度のタンパク質が充分に得られていない。継続して酵素の精製を試みる。T.kodakarensisのBCPA合成酵素遺伝子（Tk-bpsA）をPyrobaculum calidifontis 由来の長鎖ポリアミン合成酵素（LCPA）遺伝子（Pc-speE）と置き換えた変異株を構築したところ、生育の回復が見られた。そこでPc-SpeEを組換え体として精製し、その触媒機構を解析したところ本酵素はノルスペルミンを主要なポリアミンとして合成する酵素であることが示された。BCPA-CQDは大腸菌、枯草菌、緑膿菌、黄色ブドウ球菌、薬剤耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）に対しても高い生育抑制が認められた。そこでこの効果をより詳細に検証するため金ナノ粒子にBCPAを固定化した粒子の作成を試みた。30nmの金粒子でBCPA固定化粒子を作成し、枯草菌に対する抗菌活性を評価したところ、顕著な抗菌性が確認された。また、海洋性珪藻は長鎖のポリアミンが被殻形成に重要な役割を果たすことが知られている。そこでBCPA合成酵素の遺伝子を海洋性珪藻に導入したところ、珪藻内でBCPAが合成され、珪藻の形状に変化が確認された。

进行了体外翻译实验，以鉴定HYHL基因的调节区域，该基因受BCPA刺激。结果表明，HYHL结构基因内有一个调节区域。建立了一个实验系统，其中将HYHL的C末端分配给了HYHL的C端，并用抗HIS抗体检测到HYHL蛋白的表达。该检测系统缩小了控制区域。我们试图净化涉及kodakarensis细胞的多胺的乙酰化和脱乙酰化的酶。尽管活性越来越集中到迄今为止，但尚未充分获得高纯度蛋白。继续尝试净化酶。当构造突变菌株，其中kodakarensis的BCPA合酶基因（TK-BPSA）被源自吡啶家利圆锥状calidifontis的长链多胺基因（PC-Spee）取代的kodakarensis的BCPA菌株（TK-BPSA）时，恢复了生长。因此，PC-SPEE被纯化为重组，并分析了催化机制，并表明该酶是一种将Norspermine合成为主要多胺的酶。 BCPA-CQD还显示出对大肠杆菌，枯草芽孢杆菌，铜绿假单胞菌，金黄色葡萄球菌和耐药金黄色葡萄球菌（MRSA）的高生长抑制作用。因此，为了更详细地验证这种效果，我们试图创建固定在金纳米颗粒上的BCPA的粒子。当用30 nm的金颗粒制备BCPA固定颗粒并评估其针对枯草芽孢杆菌的抗菌活性时，可以证实它们具有明显的抗菌特性。还众所周知，海洋硅藻中的长链多胺在推杆形成中起着重要作用。当将BCPA合酶的基因引入海洋硅藻中时，BCPA被合成在硅藻中，并确认了硅藻形状的变化。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Substrate Specificity of an Aminopropyltransferase and the Biosynthesis Pathway of Polyamines in the Hyperthermophilic Crenarchaeon Pyrobaculum calidifontis

高温Crearchaeon Pyrobaculum calidifontis中氨丙基转移酶的底物特异性和多胺的生物合成途径

DOI：
10.3390/catal12050567
发表时间：
2022
期刊：
Catalysts
影响因子：
3.9
作者：
Fukuda Wakao;Osaki Mamoru;Yasuda Yusuke;Hidese Ryota;Higuchi Tsunehiko;Umezawa Naoki;Fujiwara Shinsuke;Mizohata Eiichi
通讯作者：
Mizohata Eiichi

超好熱菌 Themococcus kodakarensis のヒドロゲナーゼ hyhL 遺伝子翻訳における分岐鎖ポリアミンの役割

支链多胺在超嗜热菌柯达卡伦西斯氢化酶 hyhL 基因翻译中的作用

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kutsukawa Ryo;Imaizumi Riki;Suenaga‐Hiromori Miki;Takeshita Kohei;Sakai Naoki;Misawa Shuto;Yamamoto Masaki;Yamaguchi Haruhiko;Miyagi‐Inoue Yukino;Waki Toshiyuki;Kataoka Kunishige;Nakayama Toru;Yamashita Satoshi;Takahashi Seiji;佐竹梨子，小西正隆，福田青郎，藤原伸介.
通讯作者：
佐竹梨子，小西正隆，福田青郎，藤原伸介.

黄麹菌が持つアルギニン脱炭酸酵素の機能解析

米曲霉精氨酸脱羧酶的功能分析