メタボローム解析によるＮＡＤキナーゼの機能解明と代謝制御への展開

通过代谢组分析阐明 NAD 激酶的功能及其在代谢控制中的应用

• 批准号: 18J11305
• 负责人: 石川 優真
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J11305/
• 关键词: NAD; シアノバクテリア; 代謝; 光合成

シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803は明暗条件において明所で増え、暗所で増殖を止める。増殖度のON/OFFを切り替えることは栄養源の枯渇を防ぐ意味で適切にコントロールされる必要があると考えられる。疑問として、どのように明暗条件において増殖を調節しているのか？という点を挙げ、遺伝子破壊株や高発現株を作製し、調べた中で数種類暗所でも増殖する株を見出し、本研究では代謝的側面を理解するためにNADK破壊株を解析した。酵素活性解析や呼吸活性、ATP/ADP比の計測により、NADK破壊株ではNADが蓄積し、解糖系や TCA 回路が明所で本来よりも活性化することで、暗所で抑制されなくてはいけない酵素活性が理想的に抑制されず、呼吸活性の上昇と同時に、ATP/ADP、ATP/AMP 比の抑制がきかず、増殖がWTよりも早くなっていることがわかった。暗所で増殖する遺伝子破壊株に関しては過去に一つ例が知られているが、代謝的側面から暗所での増殖を可能にする原因を突き詰めた例は本研究が初めてであり、シアノバクテリアの増殖特性を理解する上で新たな知見となった。また、本研究を契機とした有用物質生産の増産といった応用研究の発展が期待される。一方、学術的にも、シアノバクテリアのNADKの生理機能に関しては知見が少ない。その為、シアノバクテリアのNADKによるNADP/NADの調節が暗所での増殖を調節する一つの代謝的因子であることは、これまで知られてこなかったNADの生理機能といえる。また、シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803は2種類のNADKを有しているが、それぞれの遺伝子破壊株が明暗条件で真逆の増殖特性を示すことが本研究によりわかり、本研究を契機にそれぞれのNADKの生理的機能明確な違いがなぜあるのか、今後の進展が望まれる。

PCC 6803 is a light and dark environment. The ON/OFF switch of the growth rate means that the growth rate of the growth rate Questions, questions, questions. In this study, we analyzed the metabolic characteristics of NADK plants. Enzyme activity analysis, respiratory activity, ATP/ADP ratio measurement, NADK breakdown, NAD accumulation, glycation system, TCA circuit, natural activation, dark inhibition, enzyme activity, ideal inhibition, respiratory activity increase, ATP/ADP, ATP/AMP ratio inhibition, proliferation, WT inhibition. A study on the relationship between the growth and development of plants in the dark and the causes of the growth of plants in the dark is a preliminary study on the understanding of the growth characteristics of plants in the dark. This study provides an opportunity to increase the production of useful substances and to develop useful research. A party, academic, scientific, scientific The regulation of NADP/NAD in the regulation of growth in the dark is a metabolic factor that can be used to regulate the physiological function of NAD. PCC6803 showed the true reproductive characteristics of two kinds of NADK under light and dark conditions. Therefore, the opportunity of this study was to clarify the physiological function of NADK. Future progress is expected.

项目成果

One of the NAD kinases, sll1415, is required for the glucose metabolism of Synechocystis sp. PCC 6803

• DOI: 10.1111/tpj.14262
• 发表时间: 2019-05-01
• 期刊: PLANT JOURNAL
• 影响因子: 7.2
• 作者: Ishikawa, Yuuma;Miyagi, Atsuko;Kawai-Yamada, Maki
• 通讯作者: Kawai-Yamada, Maki

NRA - Bordeaux and Bordeaux University(フランス)

NRA - 波尔多和波尔多大学（法国）

Slr0400, one of the NAD kinases in Synechocystis sp. PCC 6803, has a significant function under the high light condition,

Slr0400，集胞藻中的 NAD 激酶之一。

• 发表时间: 2018
• 作者: ○Yuuma Ishikawa;Atsuko Miyagi;Minoru Nagano;Toshiki Ishikawa;Masatoshi Yamaguchi;Kintake Sonoike;Yukako Hihara;Yasuko Kaneko;Maki Kawai-Yamada
• 通讯作者: Maki Kawai-Yamada

Physiological role of NAD kinase in cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803

NAD 激酶在蓝藻集胞藻中的生理作用。

• 发表时间: 2019
• 作者: Ishikawa Y;Sonoike K;Hihara Y;Kawai-Yamada M
• 通讯作者: Kawai-Yamada M

シアノバクテリアにおける NAD キナーゼの機能と代謝調節

蓝藻NAD激酶的功能和代谢调控

• 发表时间: 2018
• 作者: 石川 優真;宮城 敦子;石川 寿樹;長野 稔;山口 雅利;園池 公毅;金子 康子;日原 由香子;川 合 真紀
• 通讯作者: 川 合 真紀