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微生物ゲノム情報に基づいた新規代謝機構の解明

基于微生物基因组信息阐明新的代谢机制

基本信息

批准号：
11J03910
负责人：
横大路裕介
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03910/
关键词：
アーキア代謝アミノ酸代謝 Glutamatic acid glutamate dehydrogenase Thermococcus glutamic acid

项目摘要

本研究ではアーキアの未知の代謝に着目し、ゲノム情報を利用して新規代謝経路の解明に努めてきた。特に超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisの中央代謝の一つであるアミノ酸異化代謝についてより深い理解を目指した。本代謝は3段階の反応で行われる。まず初段階のアミノ基の酸化反応を触媒するamino acid dehydrogenase活性を細胞抽出液を用いて検討したところ、Gluに対する高い活性とAla,Val,Gln,Cys,Thrに対する弱い活性が検出された。一方ゲノム情報からはglutamate dehydrogenase (GDH)のみ存在が推定されていた。そこでGDH遺伝子を破壊したところ、Thr以外のアミノ酸に対する活性が検出されず、これらがGDHによるものであったことが明らかとなった。さらにアミノ酸のみに依存した生育条件ではGDH破壊株は全く生育せず、GDHが全ての異化代謝されるアミノ酸の初期酸化を担っていることが明らかとなった。またGDH破壊株はpyruvateを添加した培地では通常通り生育した。この時培養液のアミノ酸および対応する有機酸を定量すると、宿主株よりもアミノ酸全体の分解がより進んでいた。つまりpyruvateのような2-オキソ酸が豊富に存在する時、GDHはアミノ酸の異化代謝を全体的に抑える役割を持っていることが明らかとなった。次にGluの異化代謝の2,3段階目について遺伝学的解析を行った。ゲノム上にそれぞれ5つ存在するホモログ遺伝子のうち、生化学的解析により同定されていた2-oxoglutarate : ferredoxin oxidoreductaseおよびsuccinyl-CoA synthetaseのみがGluの異化代謝に寄与していることを破壊株の生育の観察と培地中のアミノ酸・有機酸の定量により明らかにした。

In this study, we explored the unknown metabolic pathways and utilized the information to elucidate the new metabolic pathways. Especially good thermal properties of Thermococcus kodakarensis in the central metabolism of a This metabolism is reversed by three stages. The activity of amino acid dehydrogenase in the initial stage of acidification reaction was studied in cell extracts. The activity of Ala,Val,Gln,Cys,Thr was high and low. The existence of glutamate dehydrogenase (GDH) is presumed to be the cause of death. Therefore, the GDH gene is broken down, and activities against amino acids other than Thr are detected. This makes it clear that there is a need for GDH. In addition, the growth conditions of GDH and GDH are different, and the growth conditions of GDH and GDH are different. GDH The amount of organic acids in the culture medium and the decomposition of all organic acids in the host strain were determined. When the 2-amino acid is abundant, the GDH can inhibit the metabolism of the whole acid. The analysis of the 2nd and 3rd stages of Glu dissimilation 2-oxoglutarate : ferredoxin oxidoreductase and succinyl-CoA synthase, Glu metabolism, growth and development of plants, and determination of organic acids in culture.

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）

Biochemical and genetic characterization of the three metabolic routes in Thermococcus kodakarensis linking glyceraldehyde 3-phosphate and 3-phosphoglycerate

DOI：
10.1111/j.1365-2958.2011.07762.x
发表时间：
2011-09-01
期刊：
MOLECULAR MICROBIOLOGY
影响因子：
3.6
作者：
Matsubara, Kohei;Yokooji, Yuusuke;Imanaka, Tadayuki
通讯作者：
Imanaka, Tadayuki

Programmable plasmid interference by the CRISPR-Cas system in Thermococcus kodakarensis.

DOI：
10.4161/rna.24084
发表时间：
2013-05
期刊：
RNA biology
影响因子：
4.1
作者：
Elmore JR;Yokooji Y;Sato T;Olson S;Glover CV 3rd;Graveley BR;Atomi H;Terns RM;Terns MP
通讯作者：
Terns MP

Genetic Examination of Initial Amino Acid Oxidation and Glutamate Catabolism in the Hyperthermophilic Archaeon Thermococcus kodakarensis