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シアノバクテリアを用いた炭素・窒素・硫黄代謝間相互作用機構の解明

利用蓝藻阐明碳、氮、硫代谢之间的相互作用机制

基本信息

批准号：
07J08783
负责人：
小山内崇
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

シアノバクテリアは、酸素発生型光合成を行う原核生物の一群である。淡水性シアノバクテリアSynechocystis sp.PCC 6803(以下Synechocystis)は、マイクロアレイ、網羅的タンパク質間相互作用の解析など、ポストゲノム解析およびデータベースの整備が進んでいるモでる生物である。これまでに我々は、Synechocystisゲノムにコードされる9つのシグマ因子の内の1つSigEが、糖異化遺伝子群の発現を正に制御することを見出している(Osanai et al., 2005)。本研究の成果としては、SigE結合タンパク質ChlHを発見した。酵母ツーハイブリッド法を用いて、SigE結合タンパク質を探索したところ、マグネシウムキラターゼHサブユニットChlHが得られた。GST-pulldown法を用いて、ChlHとSigEがマグネシウムイオン依存的に結合すること、また免疫沈降法を用いて、明条件下で結合し、暗条件下で解離することが明らかになった。またIn vitro転写再構成実験より、ChlHはSigEの転写活性を抑制することが分かった。この結果は、ChlHがSigEのアンチシグマ因子であることを示すものである。本成果は、代謝酵素がアンチシグマ因子の役割をする初めての例であり、また、酸素発生型光合成生物における初めてのアンチシグマ因子の発見でもある(Osanai et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009)。この他に、代謝工学への展開として、SigE過剰発現株を用いた炭素代謝改変を行った。psbAIIプロモータを利用して、SigE過剰発現株を作製した。マイクロアレイ、ノーザンブロット、ウエスタンブロット解析の結果より、SigE過剰発現株では、糖異化酵素遺伝子のmRNA量、タンパク質量が増加することがわかった。生理学的表現型としては、グルコース感受性になることおよび暗条件下で生存率が低下することが分かった。SigE過剰発現株では、炭素の貯蔵源であるグリコーゲン量が減少していた。さらにCE-MSを用いたメタボローム解析では、TCA回路の代謝産物量が大きく変動していることが分かった。このようにすべてのデータは、SigE過剰発現株では糖異化が促進されていた。このよりに一次代謝をコントロールすることにより、光合成生物の代謝工学という応用研究へ展開することが期待される。

A group of prokaryotes that are involved in photosynthesis Freshwater Synechocystis sp. PCC 6803(hereinafter Synechocystis) is an analytical tool for the analysis of mass-to-mass interactions between organisms. In this paper, we discuss how to control the development of glycan heterozygotes in Synechocystis, and how to control the development of glycan heterozygotes in Synechocystis (Osanai et al., 2005)。The results of this study are presented in the paper. The method of fermentation is used in the middle, SigE is combined with the method of quality detection, and the method of fermentation is used in the middle, SigE is combined with the method of quality detection. GST-pulldown method is used in combination with ChlH and SigE, and immunosedimentation method is used in combination with ChlH and SigE under light conditions and dissociation under dark conditions. In vitro re-composition, ChlH and SigE re-composition activity are inhibited. The result of this is that we have a lot of problems. The results show that metabolic enzymes can be used for the development of metabolic factors in photosynthetic organisms (Osanai et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009)。The development of metabolic engineering and the development of carbon metabolism psbAII is used to control The mRNA quantity and quality of sugar dissimilation enzyme gene increased in plants developed by SigE gene analysis. Physiological phenotypes: low survival rates under dark conditions The amount of carbon stored in the plant has been reduced. The amount of metabolites in the CE-MS circuit changed significantly. This is the first time that a plant has been identified. This is the first time I've ever been involved in metabolic engineering.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

糖異化グローバルレギュレーターSigEの過剰発現によるシアノバクテリア糖代謝の改変

通过糖分解代谢全局调节因子 SigE 的过度表达来改变蓝藻糖代谢

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Feroz Khan;古田芳一;河合幹彦;Katarzyna H.Kaminska;石川健;Janusz M.Bujnicki;小林一三;小山内崇
通讯作者：
小山内崇

ChlH, the H subunit of the Mg-chelatase, is an anti-sigma factor for SigE in Synechocystis sp PCC 6803

DOI：
10.1073/pnas.0810040106
发表时间：
2009-04-21
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Osanai, Takashi;Imashimizu, Masahiko;Tanaka, Kan
通讯作者：
Tanaka, Kan

Overexpression of nitrogen regulators of Synechocystis sp.PCC 6803 results in defects in survival under dark conditions

集胞藻 PCC 6803 氮调节因子的过度表达导致黑暗条件下的生存缺陷