細菌のリグニン系芳香族代謝から見出した新規転写制御メカニズムの解明

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平成30年度は、Sphingobium sp. SYK-6株のバニリン酸 (VA)およびシリンガ酸 (SA)代謝酵素遺伝子であるligMとdesBの転写制御因子DesRに対し、SAがエフェクター分子として機能することを明らかにした。ligMとdesBの誘導物質であるVAとSAのうち、VAはDesRのエフェクター分子として機能するが、SAの効果は不明であった。そこで、SAのエフェクター分子としての効果を検証するため、精製DesRを用いたゲルシフト解析を行った。終濃度0.05, 0.5, 5.0, 50 mMのSA存在下で、精製DesR (24 nM)とligMまたはdesBプロモーター領域を含むDNAプローブ (500 pM)を反応させた結果、50 mM SAの存在下においてDNA-DesR複合体を示すシフトバンドが完全に消失した。比較対照としてVAでも同様の実験を行ったところ、VAでは5 mM VA存在下においてDNA-DesR複合体を示すシフトバンドが完全に消失した。SYK-6株において、ligMおよびdesBの転写がVAまたはSAの存在下で同等に誘導されることを鑑みると、DesRと相互作用する他のタンパク質 (メディエーター)が存在し、メディエーターがSAを認識することでDesRによる転写抑制の解除に働く可能性も考えられた。そこで、精製タンパク質を用いた場合と比べ、細胞内状態をより正確に反映すると考えられるSYK-6株の細胞抽出液を用いてゲルシフト解析を行った。その結果、精製DesRを用いた場合と同等の結果が得られた。したがって、SAを認識しDesRによる転写抑制の解除に働くメディエーターは存在しないことが強く示唆された。以上の結果から、VAに加えSAもDesRのエフェクター分子として機能するが、両化合物のDesRに対する親和性には明確な差があると考えられた。