微生物へ遺伝子組換え手法により導入可能な新規エネルギー供給系の開発

开发可利用基因重组技术引入微生物的新能源供应系统

• 批准号: 05J05033
• 负责人: 七谷 圭
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J05033/
• 关键词: 産業微生物; 有用物質生産; エネルギー供給; 脱炭酸的リン酸化; トランスポーター; Asp:Ala交換輸送体; Cysteine-scanning; 膜貫通α-ヘリックス; Asp : Ala交換輸送体; 膜蛋白質の結晶化; システインスキャニング; 膜タンパクの結晶化

微生物による有用物質の生産は広く普及しているが、生産量は菌体内のエネルギーの低下により限定される。そこで、本研究ではアスパラギン酸-β-脱炭酸酵素(AspD)と電位差形成的アスパラギン酸(Asp):アラニン(Ala)交換輸送体(AspT)の二つの因子のみによって構成されるAsp:Ala変換型脱炭酸的リン酸化反応に着目した。醤油乳酸菌Tetragenococcus halophilusより同定されたAspT(Th-AspT)と、産業微生物Pseudomonas dacunhaeより同定されたAspT(Pd-AspT)は、同一の機能を保持しているにも関わらず、両者の輸送速度は全く異なる。そこで、高速型(Pd-AspT)、低速型(Th-AspT)Asp:Ala交換輸送体(AspT)の分子構造を比較解析することで、AspTの基質輸送機構、及び輸送速度制御機構を明らかにすることを目的とした。AAEファミリーに属するトランスポーターで保存されているアミノ酸残基が多数存在するTM3に着目し、Cysteine-scanning法による解析を行った。その結果、OGMによる修飾実験によりIle^<64>からTyr^<75>に位置するアミノ酸残基はOGMによる修飾を受けないcore regionを形成していることを示した。さらに、このcore regionを挟んで両側にaspartate存在下と非存在下でOGMによる修飾効率が変化するアミノ酸残基を見出した。この結果は、AspTが基質であるaspartateとの結合により構造変化を起こし、periplasm側に開口していたものがcytoplasm側に開口した構造に変化したことを示唆しており、AspTが基質との結合により構造変化を伴うalternating access mechanismによって基質を輸送していることが推定された。

The production of useful substances by microorganisms is not widespread, and the production is limited by the production of useful substances in microorganisms. In this study, two factors involved in the formation of Asp: Ala exchange transporters (AspT) were studied, which were the key factors in the formation of AspD and AspD. Soy sauce lactic acid bacteria Tetragenococcus halophilus is the same as AspT(Th-AspT), industrial microorganism Pseudomonas dacunhae is the same as AspT(Pd-AspT), the same function is maintained, and the transportation speed of the microorganism is completely different. A comparative analysis of molecular structures of AspT, Pd-AspT and Th-AspT, AspT matrix transport mechanisms and transport velocity control mechanisms is presented. AAE analysis was carried out by Cysteine-scanning method. As a result, OGM <64><75>is modified to form a core region. In the presence or absence of OGM, the modification efficiency of the core region is reduced. The results are as follows: AspT matrix structure alternating access mechanism alternating matrix transport

项目成果

醤油乳酸菌Tetragenococcus halophilus由来Aspartate:Alanine交換輸送体AspTの第三膜貫α-ヘリックスは基質透過経路を形成している。

AspT 是一种来自酱油乳酸菌嗜盐四联球菌的天冬氨酸：丙氨酸交换转运蛋白，其第三个跨膜 α 螺旋形成底物渗透途径。

• 发表时间: 2007
• 作者: 七谷 圭;他
• 通讯作者: 他

Purification, Reconstitution and Characterization of AspT, the Aspartate: Alanine Antiporter of Tetragenococcus halophilus

AspT（天冬氨酸：嗜盐四联球菌的丙氨酸逆向转运蛋白）的纯化、重构和表征

• 发表时间: 2007
• 作者: 笹原綾子、七谷 圭;他
• 通讯作者: 他

醤油乳酸菌Tetragenococcus halophilusに由来する電位差形成的アスパラギン酸:アラニン交換輸送体(AspT)の構造・機能解析

源自酱油乳酸菌嗜盐四联球菌的潜在天冬氨酸：丙氨酸交换转运蛋白（AspT）的结构和功能分析

• 发表时间: 2007
• 作者: 七谷 圭;他
• 通讯作者: 他

Structure/Function Relationships in AspT, Aspartate/Alanine Antiporter of Tetragenococcus halophilus

嗜盐四联球菌 AspT、天冬氨酸/丙氨酸逆向转运蛋白的结构/功能关系

• 发表时间: 2007
• 作者: Kei Nanatani;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Membrane Topology of Aspartate: Alanine Antiporter AspT from Comamonas testosteroni

天冬氨酸的膜拓扑：来自睾酮丛毛单胞菌的丙氨酸逆向转运蛋白 AspT

• 发表时间: 2007
• 期刊: J Biochem 141
• 作者: Fujiki T ;et. al.
• 通讯作者: et. al.