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低酸素シグナルによる糖異化制御メカニズムの解明

阐明低氧信号控制糖分解代谢的机制

基本信息

批准号：
20H02905
负责人：
小山内崇
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Meiji University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではシアノバクテリアなどの微細藻類を用いて、暗嫌気条件における酸素シグナル伝達と、糖代謝の制御機構を解析した。シアノバクテリアの中でも特に使われているSynechocystis sp. PCC 6803（シネコシスティス）を用いて、遺伝子改変や培養の工夫、代謝産物の定量、酵素の生化学などを行なった。また、シアノバクテリアの知見を活かして、真核微細藻類であるユーグレナやシアニディオシゾンメローラ（通称シゾン）の研究も進めた。シネコシスティスでは、暗嫌気条件にすることで、転写や代謝が大きく変化し、水素やカルボン酸などの生産が行われる。シネコシスティスのクエン酸回路の酵素の１つであるリンゴ酸デヒドロゲナーゼ（citH）の過剰発現株を作製したところ、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸などのカルボン酸の生成量が増大した（Iijima et al. 2021 Metab Eng）。この原因を調べるために、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、クエン酸シンターゼ、ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼの３つの酵素を試験管内で組み合わせ、in vitro代謝の再構成を行なった。その結果、pHが酸性側ではクエン酸回路が通常と逆の還元方向に進むことが明らかになった（Ito et al. 2021 Plant J）。このことから、暗嫌気条件でカルボン酸が生成されて細胞質のpHが酸性化すると、クエン酸回路の方向性が変わることが示唆された。これらの研究は酵素を中心にした代謝制御であるが、2022年度に転写制御も併せて、シアノバクテリアにおける暗嫌気条件のシグナル伝達を明らかにする予定である。

This study aims to analyze the use of microalgae, the transfer of acid molecules under dark atmospheric conditions, and the regulatory mechanisms of sugar metabolism. Synechocystis sp. PCC 6803 (Synechocystis sp.) was used in the preparation of the extract, the modification of the culture time, the quantification of metabolites, and the biochemical analysis of enzymes. The research on eukaryote microalgae is progressing. The production of vitamin C and vitamin D in the medium and in the medium under ambient conditions. The production of enzymes in the acid loop increased significantly during the production of citH (Iijima et al. 2021 Metab Eng). The reason for this is that the enzyme in the test tube is composed of three components, in vitro metabolism and in vitro metabolism. The pH of the acid loop is usually reversed (Ito et al. 2021 Plant J). The pH of the cytoplasm is acidic, and the directivity of the acid circuit is changed. This study focuses on the metabolic control of enzymes, and in 2022, the control of enzymes and enzymes, and the development of metabolic control conditions, and the development of metabolic control conditions.