The regulation of metabolic pathways by polyphosphate accumulation and its application to fermentation technology

多聚磷酸盐积累对代谢途径的调控及其在发酵技术中的应用

• 批准号: 21780075
• 负责人: HIROTA Ryuichi
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21780075/
• 关键词: リン酸; ポリリン酸; ポリリン酸キナーゼ; 代謝; ATP; phoU; Phoレギュロン; 発酵; アミノ酸飢餓; PhoU; 硝酸呼吸; ポリリン酸合成酵素; LpdA; 代謝制御; 大腸菌; リン酸レギュロン

Inorganic polyphosphate (polyP) is a linear polymer of hundreds of phosphates linked by high-energy phosphoanhydride bonds. Since polyP is synthesized from ATP by polyP kinase (PPK), the regulation of polyP synthesis is thought to be closely related to the cellular metabolism and the energy status. Previously, we found that polyP accumulation stimulated by phoU mutation in Escherichia coli results in the changes in the expression of the genes involved in the several metabolic pathways. In this study, we analyzed the relationship between polyP accumulation and nitrate respiration (NR), one of the pathways found in the altered gene expression caused by phoU disruption in E. coli. The presence of a novel repression function of PhoU that regulates NR pathway besides Phoregulon was suggested from the analysis using a △phoU strain. The interaction of PPK to the proteins involved in TCA cycle and NADH production was revealed by pull-down analysis using PPK. These results suggest the direct relationship between polyP synthesis and the regulation of central metabolic pathway.

无机聚磷酸盐(POLP)是一种由数百种磷酸盐通过高能磷酸酸酐键连接而成的线性聚合物。由于息肉是由三磷酸腺苷合成的，因此息肉合成的调节被认为与细胞代谢和能量状态密切相关。以前，我们发现phou突变刺激的大肠杆菌中的息肉积累会导致几个代谢途径中涉及的基因表达的变化。在这项研究中，我们分析了息肉积累与硝酸盐呼吸(NR)的关系，NR是由Phou中断引起的基因表达变化的途径之一。通过对一株Phou菌株的分析表明，除了PhoRegon外，Phou还存在一种新的抑制功能，即调节NR途径。通过PPK下拉分析，揭示了PPK与参与TCA循环和NADH产生的蛋白质之间的相互作用。这些结果提示息肉的合成与中枢代谢途径的调节有直接关系。

项目成果

The gene yjbB, encoding a protein with PhoU domains, reduces the levels of polyphosphate in Escherichia coli.

基因 yjbB 编码具有 PhoU 结构域的蛋白质，可降低大肠杆菌中多磷酸盐的水平。

• 发表时间: 2009
• 作者: 本村圭;大中信輝;廣田隆一;黒田章夫
• 通讯作者: 黒田章夫

The gene yjbB, encoding a protein with PhoU domains, reduces the levels of polyphosphate in Escherichia coil.

基因 yjbB 编码具有 PhoU 结构域的蛋白质，可降低大肠杆菌中多磷酸盐的水平。

• 发表时间: 2009
• 作者: 本村圭;大中信輝;廣田隆一;黒田章夫
• 通讯作者: 黒田章夫

Inorganic polyphosphate is involved in the genetic instability of the pho U mutant in Escherichia coli

无机多磷酸盐参与大肠杆菌 pho U 突变体的遗传不稳定性

• 发表时间: 2010
• 作者: R.Hirota;K.Motomura;A.Kuroda
• 通讯作者: A.Kuroda

微生物のポリリン酸蓄積機構解明とリン濃縮への利用、リン資源の回収と有効利用

阐明微生物体内聚磷酸盐积累机制及其在磷富集、回收和磷资源有效利用中的应用

• 发表时间: 2009
• 期刊: サイエンス&テクノロジー
• 作者: 黒田章夫;廣田隆一;本村圭
• 通讯作者: 本村圭

微生物によるリンの濃縮と資源化

微生物对磷的富集及资源化

• 发表时间: 2009
• 作者: 黒田章夫;廣田隆一
• 通讯作者: 廣田隆一