リグニンのシリンギル構造の分解に関与する多様なジオキシゲナーゼシステム

双加氧酶系统参与木质素紫丁香基结构的降解

• 批准号: 05J05468
• 负责人: 笠井 大輔
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J05468/
• 关键词: Sphingomonas paucimobilis; リグニン; シリンガ酸; 芳香環開裂酵素遺伝子; ガリック酸ジオキシゲナーゼ遺伝子; プロモーター活性; 転写制御機構; ジオキシゲナーゼ; 芳香族開裂酵素

Sphingomonas paucimobilis SYK-6株は、リグニンの主要な代謝中間体であるシリンガ酸を唯一の炭素源・エネルギー源として生育する。SYK-6株のシリンガ酸代謝にはプロトカテク酸4,5-ジオキシゲナーゼ遺伝子、3-O-メチルガリック酸3,4-ジオキシゲナーゼ遺伝子、およびガリック酸ジオキシゲナーゼ遺伝子(desB)を含む多様な芳香環開裂酵素系が関与する。現在までに、SYK-6株のシリンガ酸代謝系においてはdesBが主要な働きを担うこと、シリンガ酸代謝時にDesB活性が増大することが明らかにされている。本研究ではdesBの転写制御機構の解明を目的として、desBの転写活性化に関わる誘導物質の同定と転写制御遺伝子の単離を行った。desBの転写活性化に関わる誘導物質を同定するために、シリンガ酸代謝に関わる各遺伝子の遺伝子破壊株を用いてdesBプロモーター活性をβ-ガラクトシダーゼ(LacZ)活性を指標に測定した結果、シリンガ酸が誘導物質であることが示唆された。desBの転写活性化に関わる転写制御遺伝子を単離することを目的として、desBプロモーターとレポーター遺伝子であるlacZを染色体に挿入した宿主にSYK-6株の遺伝子ライブラリーを導入して、desBプロモーター活性を増大させるクローンを選抜した。得られたクローンの塩基配列を解析した結果、機能未知の遺伝子とアミノ酸レベルで相同性を示すORF(orf1)が存在することが示された。この結果からorf1がdesBの転写活性化に関与する遺伝子であると推測されたが、orf1によるdesBの転写制御機構の詳細は明らかにされなかった。今後、orf1の遺伝子破壊やゲルシフト解析を用いた遺伝子および酵素レベルでの機能解析を行うことで、desBの転写制御機構の理解がより深まると考えられる。

少动鞘氨醇单胞菌 SYK-6 菌株使用丁香酸（木质素的主要代谢中间体）作为其唯一的碳和能源来生长。 SYK-6菌株中的注射液代谢涉及多种芳香环，包括原儿茶酸4,5-双加氧酶基因、3-O-甲基没食子酸3,4-双加氧酶基因和没食子酸双加氧酶基因(desB)。涉及裂解酶系统。迄今为止，已揭示desB在SYK-6菌株的注射液代谢系统中发挥主要作用，并且在注射液代谢过程中DesB活性增加。在本研究中，为了阐明desB的转录控制机制，我们鉴定了参与desB转录激活的诱导物并分离了转录控制基因。为了鉴定参与desB转录激活的诱导剂，使用参与丁香酸代谢的每个基因的基因破坏菌株，以β-半乳糖苷酶（LacZ）活性为指标来测量desB启动子活性，表明它是诱导剂。为了分离参与desB转录激活的转录调控基因，我们将SYK-6菌株基因库导入到染色体中插入了desB启动子和报告基因lacZ的宿主中，并选择了激活desB启动子的克隆。增加了。对获得的克隆的核苷酸序列进行分析揭示了ORF(orf1)的存在，该ORF在氨基酸水平上与未知功能的基因具有同源性。这一结果表明orf1是参与desB转录激活的基因，但orf1对desB转录控制机制的细节尚不清楚。未来，使用orf1基因破坏和凝胶位移分析在基因和酶水平上进行功能分析可能会加深我们对desB转录控制机制的理解。