複数のアミノ酸生合成に関与していると予想される超好熱菌遺伝子クラスターの機能解析

预测参与多种氨基酸生物合成的超嗜热基因簇的功能分析

基本信息

批准号：
15013204
负责人：
星野貴行
金额：
$ 3.84万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15013204/
关键词：
Thermus thermophilus Pyrococcus horikoshii amino acid biosynthesis

项目摘要

Pyrococcus horikoshii OT3株のゲノム情報に基づき、リジン及びロイシン、アルギニンの生合成に関与していると予想された遺伝子クラスターについて解析を行った。このクラスターと相同性の高いクラスターを有しており、それらがリジン生合成系遺伝子群としてのみ働いているThermus thermophilus HB27株を用いて、2種類の遺伝子破壊株を創製し、それらに、それぞれ該当するP.horikoshii OT3株の遺伝子(PH1724及びPH1721)を導入して、リジン要求性が回復するか否かを検討した。その結果、いずれの遺伝子導入によっても、HB27株の遺伝子破壊株に生じたリジン要求性の回復が認められた。これらの結果から、OT3株の「遺伝子クラスター」が、少なくともリジン生合成には働いていることが明らかとなった。T.thermophilusの遺伝子組み換え系を、本研究を効率的に遂行していけるようにするために、発現ベクターの改良を試みた。プロモーターを従来型よりも強いものに置換する、コピー数が増大したタイプの変異プラスミドをレプリコンとする、などにより、HB27株での外来遺伝子の発現効率を、従来よりも大幅に増大させることに成功した。さらに、発現ベクター(変異型を含む)の全塩基配列を明らかにし、プラスミドの複製機構及び安定化機構についての知見も得た。P.horikoshii OT3株の「遺伝子クラスター」が、ロイシン及びアルギニン生合成にも関与しているか否かの検討は、枯草菌を宿主とする系で行ったが、枯草菌で作製したロイシンまたはアルギニン要求性遺伝子破壊株の変異は、これまでのところ対応すると予想されるOT3株遺伝子の導入によっては回復されていない。

基于Horikoshii OT3菌株的基因组信息，对预测参与赖氨酸，亮氨酸和精氨酸的生物合成的基因簇进行了分析。使用Thermus Thermophilus HB27创建了两种类型的基因破坏菌株，该菌株具有与该簇具有高同源性的簇，并且仅作为赖氨酸生物合成基因组，以及P. horikoshii OT3菌株的基因（PH1724和PH1721），以确定是否可以修复Lysine的需求。结果，任何基因转移都表明，恢复了HB27基因干扰菌株中发生的赖氨酸需求。这些结果表明，OT3菌株的“基因簇”至少在赖氨酸生物合成中活跃。为了有效地进行这项研究，我们试图改善嗜热链球菌的遗传改性。通过用比常规类型更强大的启动子替换启动子，并使用拷贝数增加的一种类型的突变质粒作为复制子，我们成功地显着提高了HB27菌株中外源基因的表达效率，而不是在常规类型中。此外，揭示了表达载体的整个碱基序列（包括突变形式），并获得了有关复制机理和质粒稳定机制的知识。是否还与枯草芽孢杆菌作为宿主一起研究了亮氨酸疟原虫OT3菌株的“基因簇”和精氨酸生物合成，但是在枯草杆菌中产生的葡萄菌中的亮氨酸或精氨酸或精氨酸的基因中断菌株的突变尚未通过引入的Gene恢复，这是在杆菌中产生的。