yrammuS 要概本研究では未培養の好熱性アーキアCaldiarchaeum subterraneumで発見された真核生物型ユビキチン様(Ubl)システムの機能解析を行った．試験管内再構成系により得られたUbl化ヘリカーゼのUbl化残基を特定した結果，真核生物の場合と同様にLys残基の側鎖に結合していることが判明した．一方でポリUbl化は観察されなかった．さらに培養可能なアーキア細胞内に本Ubl系の構成遺伝子群を導入した場合においてもUbl化活性が観察されることが判明し，本系が真核生物と同様に細胞内でタンパク質修飾機能を示すことが強く示唆された．In this study, we performed functional analysis of the eukaryotic ubiquitin-like (Ubl) system discovered in uncultured thermophilic archaea, Caldiarchaeum subterraneum. As a result of identifying the Ubl-modified res-idues of a helicase obtained by the in vitro reconstitution system, it was found that Ubl is linked to the side chain of Lys residues as in the case of the eukaryotic ubiquitin. On the other hand, poly-Ubl signal was not observed. Furthermore, it was found that Ubl modification activity was observed even when the genes of this Ubl system were introduced into culturable archaea cells, strongly suggesting that the system has protein modification activities in cells as in eukaryotes.ポリアミン（プトレッシン，スペルミジン，スペルミン）は分子構造内に2つ以上のアミノ基を持つ炭化水素化合物であり，近年，その摂取による健康寿命の伸長効果が報告されている物質である．本研究では，モデル腸内細菌である大腸菌のポリアミン合成系遺伝子の破壊株および相補株を定着させたノトバイオートマウスを作成し，その糞便中のポリアミン濃度および大腸腸管における遺伝子発現を解析した．この結果，野生株，遺伝子相補株を単独定着させたノトバイオートマウスでは150 nmol/g程度であったプトレッシン濃度が，遺伝子破壊株を単独定着させたノトバイオートマウスではほぼ消失した．また，水および過酸化水素の取り込みと排出を担うトランスポーターであるAQP8の発現が野生株，遺伝子相補株を単独定着させたノトバイオートマウスと比較して，遺伝子破壊株を単独定着させたノトバイオートマウスで大幅に低下したPolyamines (putrescine, spermidine, and spermine) are aliphatic amine containing two or more amino groups. Recently, its extension effects of healthy life expectancy by ingestion of polyamines have been reported. In this study, germ-free mice were colonized with E. coli strains whose genes, encoding polyamine biosynthetic pathways, were deleted or complimented. In respective gnotobiotic mice, the putrescine concentration of fec-es and gene the gene expression in the colon were analyzed. As a result, the putrescine concentration of feces of gnotobiotic mice colonized with wild-type or complemented E. coli strains were around 150 nmol/g but that with the deletion strain was almost zero. The expression level of AQP8, a transporter for water and hy-drogen peroxide, was significantly dropped in the gnotobiotic mice colonized with the deletion strain com-pared to mice colonized with the wild-type or complemented strains.■■■■■■Tamotsu KANAI■■■■■■Shin KURIHARA■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■Elucidation of the physiological function of a prokaryotic ubiquitin system through interaction analysis with its substrate proteins(Project 2016)■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■Analysis of interaction between host and gut bacteria and host using gnotobiotic mice associated with the intestinal bacteria where the genes responsible for polyamine biosynthesis are manipulated(Project 2016)■■Rep. Grant. Res., Asahi Glass Foundation (2019)
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