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新規極限環境適応因子ポリ-γ-グルタミン酸:産生機構の解明と生物工学的応用

新型极端环境适应因子聚γ-谷氨酸：阐明生产机制及生物技术应用

基本信息

批准号：
14656041
负责人：
味園春雄
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kochi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14656041/
关键词：
ポリ-γ-グルタミン酸ハロフィリシン極限環境適応因子極限環境微生物 Natrialba aegyptiaca Bacillus halodurans プラスミド酵素工学的応用好塩古細菌超高分子量生物素材高吸水性ゲル基質供給酵素系ポリ-γ-グルタミン酸合成酵素新規複合型酸性ポリアミノ酸アミドリガーゼ

项目摘要

極限環境微生物やポリ-γ-グルタミン酸(PGA)、生産菌の分子生理学的研究の進展に伴い、PGA及びその類縁バイオポリマーが環境適応因子としての側面を備えていることが分かってきた。はじめに、この特性を酵素工学分野にも応用するため、次のような研究を行った。すなわち、有用でありながら様々な環境要素に感受性が高く不安定な酵素・DNAリガーゼに対し、好塩古細菌Natrialba aegyptiacaが生産するPGA類似ポリマー"ハロフィリシン"を共存させたところ、温度、pHや塩濃度など、種々の環境要素に対し、耐性向上の可能性が示唆された。本研究において、PGAの新たな用途として、酵素をターゲットとする生物工学的な利用法がはじめて提案された。ハロフィリシン生合成に関する研究を進める中で、納豆菌と同じくN.aegyptiacaの細胞膜にも微弱ながらPGA合成活性が存在することを見いだした。さらに、数万塩基対の大きさのプラスミドDNAが存在し、これには少なくとも納豆菌のPGA合成に関わるpgsB遺伝子のホモログが存在することをPCR法で突き止めた。ここで新たに発見されたプラスミドは好塩古細菌の分子育種に有用なベクターの開発にも繋がる。さて、ハロフィリシンの主鎖はL-グルタミン酸めみからなるL-PGAである。同じく、好アルカリ海洋細菌のBacillus haloduransはL-PGAを生産する。plg1、plg2及びplg3と名付けた遺伝子群がその生合成に重要であった。大腸菌を宿主とする発現系を利用して各Plg遺伝子産物を生産し、ほぼ均一に精製した。反応特性解析の結果、Plg2タンパク質にはL-グルタミン酸に対するリガーゼ活性が、Plg3タンパク質にはL-グルタミン酸のγ-オリゴペプチドに対するリガーゼ活性が見いだされた。これにより、PGAの新たな合成メカニズムを提唱するに至った。

Progress in the study of molecular physiology of limiting environment microorganisms: γ-glucuronic acid (PGA) and producing bacteria The characteristics of the enzyme were studied. The sensitivity to environmental factors such as temperature, pH, concentration, species, and tolerance is shown by the high sensitivity to unstable enzymes, DNA, and PGA-producing archaea Natrialba aegyptiaca. In this study, new uses of PGA and enzyme were proposed. The research on PGA synthesis in Bacillus natto and N.aegyptiaca cell membrane was carried out. In addition, there are tens of thousands of genes in the DNA of the large group, which are related to the PGA synthesis of Bacillus natto. This new discovery is useful in the development of molecular breeding for archaea. The main lock is L-PGA. Bacillus halodurans, a marine bacterium, produces L-PGA. Plg1, plg2 and plg3 are important for the synthesis of genes. The discovery system that Escherichia coli serves as a host is utilized to produce, uniformly refine and refine all Plg genetic products. The results of the analysis of the reaction characteristics, Plg2, Plg 3, Plg 4, Plg3, Plg3, Plg 4, Plg3, Plg 3, This is the first time I've ever seen a picture of you.