Elucidation of reaction machinery for novel bacterial glycolipid synthases and their applications

新型细菌糖脂合酶反应机制的阐明及其应用

• 批准号: 22H02261
• 负责人: 沖野 望
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02261/
• 关键词: スフィンゴ糖脂質; 糖転移酵素; 細菌スフィンゴ糖脂質; 高次構造解析

本研究では、細菌由来のグリセロ糖脂質やスフィンゴ糖脂質の合成酵素に着目して、細菌糖脂質の合成マシナリーと生物機能の活用を目的とした基盤研究を展開する。本研究の成果は細菌糖脂質に着目した新奇抗生物質の開発や細菌糖脂質の新たな生物機能の解明に繋がる。本年度は細菌由来の新規スフィンゴ糖脂質合成酵素の同定とその高次構造解析を計画していた。細菌由来の新規スフィンゴ糖脂質合成酵素の同定に関しては、セラミドに4糖が結合した複合スフィンゴ糖脂質（Man-Gal-GlcN-GlcACer）を合成するSphingomonas paucimobilis に着目して、その糖転移酵素を同定することを目指した。二糖目のGlcNについては、まずGlcNAcが転移されてGlcNAc-GlcACerが合成された後に、GlcNAcが脱アセチル化されてGlcN-GlcACerを生じるという仮説を立てて研究を進めた。その結果、GlcNAcの転移酵素とGlcNAcの脱アセチル化酵素を同定することが出来た。また、α-GalCerの合成酵素に関してホモログの探索を進めたところ、新たに海洋細菌からα-GalCer合成酵素を同定することが出来た。次に、新規スフィンゴ糖脂質合成酵素の高次構造解析に関しては、これまでに角田教授との共同研究により、Sphingobium yanoikuyae 由来のGlcACer合成酵素（SyCer-GlcAT）の結晶化と高次構造解析により、その全体構造を明らかにすることに成功していた。そこで本研究計画では、高次構造情報に基づいたアミノ酸変異体の作成により、SyCer-GlcATの反応メカニズムや基質認識機構の解明に取り組んだ。その結果、酵素反応に関わる可能性がある幾つかのアミノ酸を特定すると共に、グルクロン酸の認識に重要なアミノ酸を特定することが出来た。

This study aims to investigate the origin of bacteria, the synthesis of glycolipid, and the utilization of biological functions. The results of this study are aimed at the development of novel antibiotics and the elucidation of novel biological functions of bacterial glycolipids. This year's higher-order structural analysis of a new strain of glucose-lipid synthase is planned. The identification of Sphingomonas paucimobilis and the identification of Sphingomonas paucimobilis in the synthesis of Man-Gal-GlcN-GlcACer. GlcN-GlcACer is synthesized by GlcNAc and GlcN-GlcACer is synthesized by GlcNAc. As a result, GlcNAc's enzyme for the removal of GlcNAc was identified. The discovery of α-GalCer synthase in marine bacteria The high-order structure analysis of GlcACer synthase (Sycer-GlcAT) derived from Sphingobium yanokuyae was successfully carried out by Professor Kakuda. This research project is based on the analysis of structural information, structural information and matrix recognition mechanism. The results, enzyme reactions, and the possibility of a specific acid are discussed.

项目成果

細菌スフィンゴ糖脂質の合成マシ―ナリーの解明

阐明细菌鞘糖脂的合成机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Mano Hiroki;Kushioka Takuya;Kise Satoko;Nagao Chika;Iijima Ayano;Nishikawa Miyu;Ikushiro Shinichi;Yasuda Kaori;Matsuoka Sayuri;Sakaki Toshiyuki;沖野 望
• 通讯作者: 沖野 望

海洋細菌由来スフィンゴ糖脂質合成酵素の探索

寻找源自海洋细菌的鞘糖脂合酶

• 发表时间: 2022
• 作者: 大滝志郎;石橋洋平;沖野 望
• 通讯作者: 沖野 望

抗生物質耐性に関わる緑膿菌の糖転移酵素に関する研究

铜绿假单胞菌糖基转移酶与抗生素耐药性相关研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 島 聡明;石橋洋平;沖野 望
• 通讯作者: 沖野 望

海洋細菌由来スフィンゴ糖脂質合成酵素の探索とその反応メカニズムの解析

海洋细菌来源的鞘糖脂合酶的寻找及其反应机制分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Ueda Sachiko;Manabe Yuki;Kubo Naoya;Morino Naho;Yuasa Hana;Shiotsu Miku;Tsuji Tokuji;Sugawara Tatsuya;Kambe Taiho;沖野 望
• 通讯作者: 沖野 望

細菌由来スフィンゴ糖脂質合成酵素の高次構造解析

细菌鞘糖脂合酶的高阶结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 沖野 望;山田裕大;大滝志郎;伊東佳穂;寺本岳大;角田佳充
• 通讯作者: 角田佳充