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ルーメン細菌における代謝調節機構の解明とその制御

瘤胃细菌代谢调节机制的阐明和控制

基本信息

批准号：
18780205
负责人：
浅沼成人
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Meiji University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18780205/
关键词：
ルーメンバクテリアルーメンアシドーシス Streptococcus bovis GAPDH glycolysis PYK NADPH

项目摘要

Streptococcus bovisはルーメン内の主要な乳酸生成菌であり、デンプン分解能が高い。常在ルーメン菌の中では最も低pHに耐性のある菌であり、ルーメンアシドーシスを加速度的に進行させる菌と考えられている。乳酸生成を制御することを終局的目的として、S.bovisの発酵調節機構を解明するための実験を行なった。解糖系の鍵酵素の一つであるピルビン酸キナーゼ(PYK)に着目し、その酵素学的特性について調べた。PYKは、フルクトース1,6-ビスリン酸よりもグルコース6-リン酸(G6P)により大きく活性化された。ホスホエノールピルビン酸に対するPYKの親和性は、G6P濃度の影響をほとんど受けなかった。PYKは種々のヌクレオシド二リン酸をリン酸受容体として利用することができたので、菌体内ではATPだけでなく、GTP、ITP、UTPなどの生成にもPYKが利用されると考えられた。PYK活性は無機リン酸イオンによって大きく阻害されたが、その阻害はG6Pの添加により回復した。グルコースを基質とする培地でS.bovisをバッチ法で培養したところ、対数増殖後期以降、増殖速度が低下していくにつれて、菌体内のリン酸イオン濃度が増加し、G6P濃度が減少した。一方、PYK比活性、すなわち菌体量あたりのPYK量は、大きくは変化しなかった。従って、菌体内のPYK活性は、酵素量よりも菌体内のリン酸イオンとG6Pの濃度に大きく依存すると思われる。また、PYK活性は発酵パターンや増殖に影響すると推測された。また、解糖系の酵素の一つであるグリセルアルデヒド-3-リン酸脱水素酵素(GAPDH)の塩基配列を決定し、Genbankに登録した。リコンビナントGAPDHが活性を持つことを確認した。gapA過剰発現株および親株をグルコース培地で培養したところ、これらの菌株間で増殖速度には、ほとんど差がみられなかった。また、gapA過剰発現株の乳酸とギ酸の生成割合も親株の場合と違いがなかった。従って、GAPDHは律速酵素ではなく、その過剰発現が発酵パターンに及ぼす影響は小さいと考えられた。

Streptococcus bovis is the main lactic acid producing bacteria in the plant. In the case of bacteria with the lowest pH tolerance, bacteria with the lowest pH tolerance and acceleration are often tested. The final purpose of lactic acid production and regulation is to clarify the mechanism of lactic acid production and regulation. The key enzymes of the sugar hydrolysis system are closely related to their enzymatic properties. PYK is active in 1,6-triphenyl acid (G6P). The affinity of PYK and the concentration of G6P are affected. PYK can be used in the production of ATP, GTP, ITP and UTP. PYK activity is mainly due to the addition of G6P. The growth rate of S.bovis decreased during the late growth period, the concentration of S.bovis increased and the concentration of G6P decreased. One side, PYK activity, The activity of PYK in the bacteria depends on the concentration of G6P in the bacteria. It is speculated that the activity of PYK is affected by the growth of PYK. The nucleotide sequence of glucose-hydrolyzing enzymes (GAPDH) was determined and registered in Genbank. GAPDH activity is confirmed. GapA is the most common type of strain. The production of lactic acid and acetic acid in the parent plant was investigated. In addition, GAPDH has been shown to be a potent enzyme for the development of enzymes and enzymes.