Molecular basis for generation of the diversity of bacterial membrane phospholipid acyl chains and mechanisms underlying their physiological functions

细菌膜磷脂酰基链多样性产生的分子基础及其生理功能机制

基本信息

批准号：
21H02102
负责人：
栗原達夫
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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-21H02102/
关键词：
生体膜リン脂質リゾホスファチジン酸アシル基転移酵素

项目摘要

【リゾホスファチジン酸アシル基転移酵素 (LPAAT) の精製と機能解析】リゾホスファチジン酸の sn-2 位にアシル鎖を導入する LPAAT は、細菌膜リン脂質アシル鎖の多様性創出において主要な役割を担っている。我々はこれまでの研究により、Escherichia coli が以前から知られていた LPAAT である PlsC に加えて、第二の LPAAT である YihG を有することを見出した。これらの詳細な比較解析を目指して、両酵素の精製を試みた。LPAAT は膜タンパク質であり、活性を保った状態で可溶化することは一般に困難であるが、界面活性剤 6-cyclohexyl-1-hexyl-β-D-maltoside を用いることにより、活性を保った状態で PlsC を精製することに成功した。精製 PlsC を用いた解析により、本酵素がパルミトレオイル CoA などの不飽和アシル CoA を良好なアシル基供与体とすることが明らかとなった。一方、アシル基受容体としては、ミリストイル基やパルミトイル基などの飽和アシル基をもつリゾホスファチジン酸を良好な基質とすることが見出された。【LPAAT 欠損株の表現型解析】種々の LPAAT の生理機能解明を目的として、これらの遺伝子破壊株の表現型解析やオミックス解析を進めている。E. coli の YihG については、その欠損が運動性の向上を引き起こすことを見出している。YihG 遺伝子欠損株のトランスクリプトーム解析とプロテオーム解析を行った結果、べん毛関連遺伝子など運動性に関わる遺伝子の発現量増加やタンパク質の増加が見られた。また、酸耐性に関わる遺伝子の発現量低下なども観察された。

溶血磷酸酯酰基转移酶（LPAAT）LPAAT的纯化和功能分析，该LPAAT在溶血磷脂酸的SN-2位置引入了酰基链，在创造细菌膜膜磷脂酰基酰基链链的多样性方面起着重要作用。我们发现，除了先前已知的LPAAT PLSC之外，Escherichia Coli还有第二个LPAAT YIHG。试图对两种酶进行纯化，以实现这些酶的详细比较分析。 LPAAT是一种膜蛋白，通常在保持其活性的同时很难溶解，但是通过使用表面活性剂6-甲基己基-1-己基-β-β-D-麦尔替剂，PLSC在维持其活性的同时成功纯化了PLSC。使用纯化的PLSC进行分析表明，该酶使不饱和的酰基辅酶A，例如良好的酰基基团供体棕榈酰COA。另一方面，已经发现酰基基受体是良好的底物，具有饱和酰基基团（如肉豆蔻酰基基团和棕榈酰基基团）的良好溶液磷脂酸。 [LPAAT缺陷菌株的表型分析]旨在阐明各种LPAAT的生理功能，我们目前正在对这些基因脱离的菌株进行表型分析和OMICS分析。对于大肠杆菌中的YIHG，我们发现缺乏会导致运动性的改善。 YIHG基因缺陷菌株的转录组和蛋白质组分析显示，与运动性相关的基因的表达水平和蛋白质（例如鞭毛相关基因）的增加。另外，还观察到与酸耐药性相关的基因表达水平降低。