Identification of D-amino acid metabolic pathways in hyperthermophile

超嗜热菌中 D-氨基酸代谢途径的鉴定

• 批准号: 21K05348
• 负责人: 宮本 哲也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05348/
• 关键词: D-アミノ酸; アミノ酸ラセマーゼ; アミノ酸アミノトランスフェラーゼ; O-アセチルホモセリンスルフヒドラーゼ; 多機能型酵素; 超好熱菌; D-アミノ酸アミノトランスフェラーゼ; アセチルオルニチンアミノトランスフェラーゼ

本研究は、超好熱菌 Thermotoga maritima における新規のD-アミノ酸代謝経路を明らかとすることを目的として、推定アミノ酸代謝酵素の酵素学的機能解析により、D-アミノ酸代謝に関連する酵素を同定する。昨年度は、異なる3つの活性を有する、多機能型酵素アセチルオルニチンアミノトランスフェラーゼ及び新規のD-アミノ酸アミノトランスフェラーゼを同定した。本年度は、O-アセチルホモセリンスルフヒドラーゼと2種類の推定アミノ酸アミノトランスフェラーゼの機能解析を行なった。O-アセチルホモセリンスルフヒドラーゼは、L-メチオニン生合成経路においてO-アセチルホモセリンと硫化水素からホモシステインと酢酸を合成する反応を触媒する酵素である。T. maritima由来の本酵素は2種類のアミノ酸に対して、微弱なラセマーゼ活性を有することが明らかとなった。また、本酵素はL-システインに対してリアーゼ活性を示した。さらに、アミノ基ドナーとアクセプターの組み合わせによっては、アミノトランスフェラーゼ活性を示すことが明らかとなった。以上より、T. maritimaのO-アセチルホモセリンスルフヒドラーゼは、アミノ酸ラセマーゼ活性、L-システインリアーゼ活性、アミノ酸アミノトランスフェラーゼ活性を有する、多機能型アミノ酸代謝酵素であることを明らかにした。また、2種類の推定アミノ酸アミノトランスフェラーゼについては、アミノトランスフェラーゼ活性について、アミノ基ドナーおよびアミノ基アクセプターの特異性の解析、pH依存性、温度依存性の解析を行なった。現在、各酵素のラセマーゼ活性について検証を進めている。

本研究的目的是阐明超级嗜热菌海栖热袍菌中新的 D-氨基酸代谢途径，并通过对假定的氨基酸代谢酶的酶功能分析来鉴定与 D-氨基酸代谢相关的酶。去年，我们鉴定了一种多功能酶——乙酰鸟氨酸转氨酶和一种新的D-氨基酸转氨酶，它们具有三种不同的活性。今年，我们对 O-乙酰高丝氨酸硫化氢酶和两种推定的氨基酸转氨酶进行了功能分析。 O-乙酰高丝氨酸硫化氢酶是L-蛋氨酸生物合成途径中催化O-乙酰高丝氨酸和硫化氢合成同型半胱氨酸和乙酸的酶。结果表明，这种源自 T. maritima 的酶对两种氨基酸具有弱消旋酶活性。此外，该酶表现出针对 L-半胱氨酸的裂解酶活性。此外，已经揭示氨基供体和受体的一些组合表现出转氨酶活性。上述结果表明，T. maritima O-乙酰高丝氨酸硫化氢酶是一种多功能氨基酸代谢酶，具有氨基酸消旋酶活性、L-半胱氨酸裂合酶活性和氨基酸转氨酶活性。对于两类假定的氨基酸转氨酶，我们分析了氨基供体和氨基受体的特异性，并分析了转氨酶活性的pH依赖性和温度依赖性。我们目前正在验证每种酶的消旋酶活性。

项目成果

Acetylornithine aminotransferase TM1785 performs multiple functions in the hyperthermophile Thermotoga maritima

乙酰鸟氨酸转氨酶 TM1785 在嗜热菌海栖热袍菌中发挥多种功能

• DOI: 10.1002/1873-3468.14222
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 3.5
• 作者: Miyamoto Tetsuya;Saitoh Yasuaki;Katane Masumi;Sekine Masae;Sakai‐Kato Kumiko;Homma Hiroshi
• 通讯作者: Homma Hiroshi

細胞内外で異なる機能を持つ線虫D-アミノ酸代謝酵素

细胞内外具有不同功能的秀丽隐杆线虫D-氨基酸代谢酶

• 发表时间: 2022
• 作者: 齋藤康昭;片根真澄;宮本哲也;関根正恵;本間 浩;加藤くみ子
• 通讯作者: 加藤くみ子

細菌におけるD-アミノ酸代謝経路の解明と多機能型アミノ酸代謝酵素の発見

阐明细菌中D-氨基酸代谢途径并发现多功能氨基酸代谢酶

• 发表时间: 2023
• 作者: 宮本哲也

超好熱菌Thermotoga maritimaのO-アセチルホモセリンスルフヒドラーゼのD-アミノ酸代謝能の解析

超嗜热海栖热袍菌O-乙酰高丝氨酸硫化酶D-氨基酸代谢能力分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮本哲也;齋藤康昭;関根正恵;片根真澄;加藤くみ子
• 通讯作者: 加藤くみ子

Identification of a novel D‐amino acid aminotransferase involved in D‐glutamate biosynthetic pathways in the hyperthermophile Thermotoga maritima

超嗜热菌海栖热袍菌中参与 D-谷氨酸生物合成途径的新型 D-氨基酸转氨酶的鉴定

• DOI: 10.1111/febs.16452
• 发表时间: 2022
• 作者: Miyamoto Tetsuya;Moriya Toshiyuki;Katane Masumi;Saitoh Yasuaki;Sekine Masae;Sakai‐Kato Kumiko;Oshima Tairo;Homma Hiroshi
• 通讯作者: Homma Hiroshi