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細菌の細胞壁生合成における糖のフリップ-フロップ輸送を促進する因子の解明

阐明细菌细胞壁生物合成中促进糖翻转转运的因素

基本信息

批准号：
13024211
负责人：
古山種俊
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

細菌の細胞壁ペプチドグリカン層の生合成は脂質中間体Lipid IIにおけるオリゴ糖鎖のコア構造が細胞質内で構築され、糖坦体リピド、ウンデカプレニルリン酸と結合したものが細胞内膜側から外膜側へ「フリップ-フロップ転移」されて、細胞表面でのペプチドグリカン層生合成に供給される。この酵素の実態を解明するために、われわれはこの過程に関与する糖坦体リピド、ウンデカプレニルリン酸の前駆体を合成する酵素、ウンデカプレニルニリン酸合成酵素(UPS)をシス型プレニル鎖延長酵素として初めてクローン化し、そのX線結晶構造解析に成功しているので、UPSの大量発現系を利用することで、標的酵素「フリッパーゼ」の基質合成を行って、細菌の細胞壁生合成における未解明な過程の触媒である「フリッパーゼ」の実態を解明し、その分子レベルでの解明の糸口を見出すことを本研究の目的とした。先ず、UPSの大量発現系を利用して得たUPSを用いてウンデカプレニルニリン酸の大量合成系を確立し、UDP-MurNAc-pentapeptideをBacillus cereusの培養液から抽出し、Phospho-MurNAc-pentapeptide transferase(MraY)の発現系を構築して、Lipid Iの酵素的合成浩の確立を試みたが、大量合成法は構築できなかった。そこで、ウンデカプレニルリン酸のリン酸基にアミノエチル基がジエステル結合した化合物を合成し、このアミノ基に蛍光発色団としてNBD(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)基を導入した化合物(1)を合成した。さらに(1)のプレニル基をファルネシル基、またはゲラニルゲラニル基に置換した化合物も合成し、ウンデカプレニルリン酸が細胞膜の外膜から内膜へフリップ-フロップ転移により回収される過程を追究することにした。現在、合成した化合物(1)を大腸菌野生株VV3110株より調整した細胞膜成分に効率よく導入する方法を検討中である。

The production of bacterial cell wall protein layer consists of lipid intermediate Lipid II, carbohydrate chain, intracellular structure, carbohydrate chain, acid binding, intracellular membrane side, outer membrane side, and cell surface protein layer. The enzyme state is explained in detail, and the enzyme related to the synthesis of carbohydrate and its precursor, the enzyme related to the synthesis of carbohydrate and its precursor, and the enzyme related to the synthesis of carbohydrate and its precursor, and the enzyme related to the synthesis of carbohydrate and its precursor. The aim of this study is to clarify the status of substrate synthesis of target enzymes, the unexplained catalytic processes of cell wall synthesis of bacteria, and the unexplained molecular pathways of target enzymes. In the present study, the development system of UPS was established by using UPS as a precursor, the development system of UDP-MurNAc-pentapeptide transferase(MraY) was constructed by extracting culture medium of Bacillus cereus, the enzyme synthesis system of Lipid I was established by using UPS as a precursor, and the mass synthesis method was constructed. The synthesis of compound (1) was carried out by introducing NBD(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diol-4-yl) group into the reaction mixture. In addition, the synthesis of compounds containing (1) a radical, a radical, and a radical is investigated in order to investigate the process of conversion of the outer membrane of the cell membrane to the inner membrane. Now, the synthesis of compound (1) is discussed in the method of adjusting the efficiency of cell membrane composition of Escherichia coli wild strain VV3110.