Elucidation of the acetic acid response mechanism depending on the phospholipid acyl chain structure of acetic acid bacteria

阐明取决于乙酸菌磷脂酰基链结构的乙酸反应机制

基本信息

批准号：
21K14776
负责人：
豊竹洋佑
金额：
$ 3万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

项目摘要

(1) Acetobacter属酢酸菌の一種であるA.pasteurianus SKU1108株に、エタノール存在下でモノ不飽和脂肪酸(MUFA)を与えると、SKU1108株はMUFAを細胞膜リン脂質に取り込む。そこで、取り込まれたMUFAが具体的にどのリン脂質分子種のアシル鎖として利用されているのかを調べた。MUFA含有エタノール培地で培養したSKU1108株から全脂質を抽出し、質量分析を用いて各リン脂質におけるアシル鎖組成を分析した。その結果、取り込まれたMUFAはカルジオリピン中に最も濃縮されていることが分かった。次に、本菌の膜結合型アルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子を欠損させた酢酸発酵能欠失株を用いて上記と同様の実験を行った。その結果、どのリン脂質画分からも取り込まれたMUFAは検出されなかった。酢酸発酵能欠失株の全脂質成分からは取り込まれたMUFAが検出されていることから、酢酸発酵能欠失株では、取り込まれたMUFAがリン脂質以外の脂質成分に組み込まれていることが示唆された。(2) SKU1108株は、膜リン脂質アシル鎖組成形成に寄与するリゾホスファチジン酸アシル基転移酵素(LPAAT)のパラログを3つ(ApPlsC1-3)有しており、ApPlsC1からApPlsC3の遺伝子欠損株の構築に取り組んだ。その結果、ApPlsC2とApPlsC3の遺伝子欠損に成功した。ApPlsC1の遺伝子欠損株の構築には至らなかったことから、ApPlsC1は本菌の生育に必須であることが示唆された。得られたApPlsC2とApPlsC3の遺伝子欠損株をそれぞれMUFA含有エタノール培地で培養したところ、どちらも野生株と同様に生育が促進された。このことから、これらの遺伝子は本菌のMUFA取り込みには関与しないことが示唆された。

(1)当将单不饱和脂肪酸(MUFA)喂入巴斯德氏菌菌株SKU1108(醋杆菌属的一种醋酸菌)时，在乙醇存在下，SKU1108菌株将MUFA掺入细胞膜磷脂中。因此，我们研究了哪些磷脂分子种类专门利用掺入的 MUFA 作为酰基链。从在含有MUFA的乙醇培养基中培养的菌株SKU1108中提取总脂质，并使用质谱法分析每种磷脂的酰基链组成。结果发现，掺入的MUFA最集中于心磷脂。接下来，使用缺乏乙酸发酵能力的菌株进行与上述类似的实验，其中该细菌的膜结合醇脱氢酶基因被删除。结果，没有检测到掺入任何磷脂级分中的MUFA。由于在缺乏乙酸发酵能力的菌株的所有脂质成分中均检测到掺入的MUFA，因此认为在缺乏乙酸发酵能力的菌株中，掺入的MUFA掺入到磷脂以外的脂质成分中。 (2)菌株SKU1108具有有助于膜磷脂酰基链组成的形成的溶血磷脂酸酰基转移酶(LPAAT)的三个旁系同源物(ApPlsC1-3)，并且是ApPlsC1至ApPlsC3的基因缺陷菌株。结果，我们成功地删除了ApPlsC2和ApPlsC3的基因。由于我们无法构建 ApPlsC1 基因缺陷菌株，因此表明 ApPlsC1 对于该细菌的生长至关重要。当所得ApPlsC2和ApPlsC3基因缺陷株在含有MUFA的乙醇培养基中培养时，两者的生长以与野生型株相同的方式得到促进。这表明这些基因不参与该细菌对 MUFA 的吸收。