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Advance

Kimura Yoshio

  • Faculty of Agriculture
  • Department of Applied Biological Science
  • Research Facility Center for Science and Tachnology
  • Professor
Last Updated :2026/06/24

Researcher Information

Degree

  • Doctor of Agriculture (1991, Ehime University)（Ehime University）

J-Global ID

Research Interests

  • 微生物生理学   Physiology of microorganisms   

Research Areas

  • Life sciences / Applied biochemistry

Academic & Professional Experience

  • 2004/07 - Today  Kagawa UniversityFaculty of Agriculture教授
  • 1999/03 - 2004/06  Kagawa UniversityFaculty of Agriculture助教授
  • 1992/04 - 1999/03  Kagawa UniversityFaculty of Agriculture助手
  • 1991/04 - 1992/03  (株)日本チバガイギー国際科学研究所

Education

  •        - 1991  Ehime University  Graduate School, Division of Agricltural Sciences  食糧科学
  •        - 1991  Ehime University  連合農学研究科  食糧科学
  •        - 1986  Kagawa University  Faculty of Agriculture  食品
  •        - 1986  Kagawa University  Faculty of Agriculture  食品

Association Memberships

  • THE JAPANESE BIOCHEMICAL SOCIETY   

Published Papers

Conference Activities & Talks

  • 粘液細菌Myxococcus xanthusのグルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼの機能解析
    上野友貴; 木村義雄
    第95回 日本生化学会大会  2022/12
  • 粘液細菌Myxococcus xanthusのチオレドキシンの機能解析
    谷藤亮太; 木村義雄
    第95回 日本生化学会大会  2022/12
  • 粘液細菌Myxococcus xanthusが有するポリリン酸分解酵素PPX1, PPX2の機能解析
    張田大樹; 木村義雄
    第95回 日本生化学会大会  2022/11
  • 粘液細菌 Myxococcus xanthus におけるグルタチオン合成酵素の諸性質とGSHの機能解析
    岡田美咲; 木村義雄
    第75回日本細菌学会中四国支部総会  2022/10
  • 粘液細菌Myxococcus xanthusが有するグルタミル-システインリガーゼの酵素学的諸性質の検討
    岡田美咲; 木村義雄
    第44回日本分子生物学会  2021/12
  • 粘液細菌Myxococcus xanthusが有するポリリン酸分解酵素(PPX1, PPX2)の機能解析
    張田大樹; 木村義雄
    第44回日本分子生物学会  2021/12
  • 粘液細菌のチロシンホスファターゼPhpAの酵素学的諸性質と機能解析  [Not invited]
    2013
  • 粘液細菌のcAMP ホスホジエステラーゼの酵素学的諸性質について  [Not invited]
    第82回日本生化学会大会  2009
  • 粘液細菌におけるグリシンから合成されるベタインの機能解析  [Not invited]
    第82回日本生化学会  2009
  • 粘液細菌におけるレセプター型アデニル酸シクラーゼの機能解析  [Not invited]
    2008
  • Contribution of cyclic nucleotide phosphodiesterases, PdeA and PdeB, in adaptation of Myxococcus xanthus cells to osmotic or high temperature stress (2)  [Not invited]
    2006
  • A Myxococcus xanthus rppA-mmrA double mutant exhibits reduced uptake of amino acids and tolerance of some antimicrobials,(1)  [Not invited]
    第78回日本生化学大会  2005
  • Myxococcus xanthus CbpB containing two cAMP-binding domains is involved in temperature and osmotic tolerances (1)  [Not invited]
    第78回日本生化学大会  2005
  • An adenylyl cyclase, CyaB, acts as an osmosensor in Myxococcus xanthus  [Not invited]
    日本分子生物学会  2004
  • A Myxococcus xanthus rppA-mmrA double mutant exhibits reduced uptake of amino acids and tolerance of some antimicrobials  [Not invited]
    日本分子生物学会  2004
  • An adenylyl cyclase, CyaB, acts as an osmosensor in Myxococcus xanthus  [Not invited]
    日本分子生物学会  2004
  • A Myxococcus xanthus rppA-mmrA double mutant exhibits reduced uptake of amino acids and tolerance of some antimicrobials  [Not invited]
    日本分子生物学会  2004
  • 粘液細菌Myxococcus xanthusにおける浸透圧センサータンパク質について  [Not invited]
    第74回日本生化学会大会  2001
  • Myxococcus xanthus CbpB, CbpC, and CbpD containing two cAMP-binding domains is involved in temperature and osmotic tolerances  [Not invited]
    日本分子生物学会2006フォーラム

MISC

Research Grants & Projects

  • Elucidation of the activity control mechanism mediated by SH groups of proteins in myxobacteria
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2023/04 -2026/03 
    Author : 木村 義雄
     
    チオレドキシンの酵素学的諸性質の検討 粘液細菌Myxococcus xanthusはゲノム解析より5つのチオレドキシンと10のチオレドキシンホモログタンパク質及び１つのチオレドキシンレダクターゼを有していると推定された。細菌はシアノバクテリアを除き、チオレドキシンを1から2個程度有している場合がほとんどで、本菌が有するチオレドキシンの数は多く、そのため、最初にこれらのチオレドキシンが触媒機能を有するかどうかをジスルフィド結合を有する低分子化合物やインシュリン、およジスルイフィド結合を開裂することによって活性が上昇する本菌の2つの酵素を用いて、酵素学的諸性質の検討を行った。 その結果、5つのチオレドキシン（Trx1～５）において全ての基質に対して、還元活性が見られ、特にTrx1において高い活性が見られた。一方、10のチオレドキシンホモログタンパク質のうち大腸菌で発現できた７つにおいては、活性は極めて低かったため、ホモログタンパク質はチオレドキシンとして機能していないと考えられた。 チオレドキシンはジスルイフィド結合を開裂するとそれ自身は酸化され、活性部位にある2つのシステイン残基の間でジスルイフィド結合を形成する。この酸化されたチオレドキシンはチオレドキシンレダクターゼによって還元され、活性化される。このチオレドキシンレダクターゼの酵素学的諸性質も明らかにし、従来、細菌のチオレドキシンレダクターゼは基質特異性が高いとされてきたが、本酵素は種々の低分子化合物基質を還元した。また、Trx1～5を基質としてKm値を求めるとTrx1に対して高い基質親和性を示したことから、Trx1の活性が高いのはチオレドキシンレダクターゼによって効率よく活性化されることによると推定された。
  • Energy production from polyphosphate during starvation in myxobacterium
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2019/04 -2022/03 
    Author : Kimura Yoshio
     
    In this study, we mainly investigated the mechanism of polyphosphate synthesis and the role of polyphosphate produced during amino acid starvation using Myxococcus xanthus. The results suggest that polyphosphate is produced by polyphosphate synthase (Ppk1) using intracellularly abundant phosphate and diphosphate as primary substrates and adding phosphate at the γ-position of ATP to these substrates. It was presumed that during sporulation, polyphosphate is used to transfer phosphate to AMP, ADP, and NAD+.
  • Function analysis of diadenosine polyphosphate in myxobacterium
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2016/04 -2019/03 
    Author : Kimura Yoshio
     
    Myxococcus xanthus increased diadenosine polyphosphate (Ap4A and Ap5A) by several to five times under various stress conditions, but the amount of increase was smaller than that of E. coli. In this strain, ApnA was mainly synthesized by lysyl-tRNA synthetase and was mainly degraded by ApaH. The intracellular ApnA concentration of apaH deletion mutant was a 5-10-fold higher than that of wild-type strain, and the mutant reduced spore formation. Since Ap5A strongly inhibited adenylate kinase activity, energy homeostasis can not be maintained. Therefore, ApnA is sequentially degraded by the degrading enzyme in this bacterium and is maintained at a low concentration.
  • Signal transduction through tyrosine phosphorylation in Myxobacteria
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2013/04 -2016/03 
    Author : Kimura Yoshio; Takegawa Kaoru
     
    Seven out of 14 recombinant Myxococcus xanthus eukaryotic-like protein kinases containing atypical motifs in the catalytic loop showed protein kinase activity and four autophosphorylated EPKs were detected using anti-phosphotyrosine antibody by western blotting. However, these kinases did not show Tyr kinase activity against myelin basic protein. In two kinases, autophosphorylation on Tyr residues was required for high-level kinase activity. Also, we suggested that two bacterial protein-tyrosine (BY) kinases, BtkA and BtkB, are activated by the intracellular juxtamembrane regions of the second transmembrane helices in receptors. A btkB mutant constructed by replacing all C-terminal Tyr residues with Phe did not significantly affect kinase activity, suggesting that M. xanthus BtkB kinase activity is not dependent on autophosphorylation in the C-terminal Tyr cluster. Finally, we indicated that PrpA, which is an ApaH-like phosphatase, function as a tyrosine protein phosphatase.wo
  • 粘液細菌の自然界からの分離と新規生理活性物質の探索
    Date (from‐to) : 2014/04 -2016/03
  • 粘液細菌の真核生物様プロテインキナーゼ・ホスファターゼを介した情報伝達機構の解明
    Date (from‐to) : 2010/04 -2013/03
  • Elucidation of novel cAMP signal transductions in myxobacteria
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2006 -2008 
    Author : KIMURA Yoshio; TAKEGAWA Kaoru
     
    粘液細菌よりcAMP依存性プロテインキナーゼ(PKA)の検索を試みた結果、PKAの特異的基質を最もよい基質とし, PKAの特異的阻害剤によって活性阻害を受けるSpkAキナーゼを得たが、真核生物のPKAで見られるcAMPと調節サブユニットによる酵素活性調節は見られなかった。 また、本菌のcAMP分解酵素は、その変異株より、胞子の発芽時の浸透圧ストレス応答に関与していると推定し、また、酵素学的諸性質の検討から、基質特異性の広い新規性の高い酵素であった。
  • A novel signal transduction system involved in osmotic adjustment in Myxococcus xanthus.
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2002 -2004 
    Author : KIMURA Yoshio; TAKEGAWA Kaoru
     
    Two adenylyl cyclase genes (cyaA and cyaB) were isolated from Myxococcus xanthus. The predicted cyaA and cyaB gene products had structural similarity to the receptor-type adenylyl cyclases that are composed of an amino-terminal sensor domain and a carboxy-terminal catalytic domain of adenylyl cyclase. A cyaA mutant, placed under condition of high-ionic (NaCl) or high-nonionic (sucrose) osmostress exhibited a marked reduction in spore formation and spore germination. In vegetative cells, cyaA mutant responded normally to osmotic stress. On the other hand, disruption of cyaB generates a mutant that showed growth retardation at high-ionic (NaCl) or high-nonionic (sucrose) osmolarity. Under nonionic osmostress, the cyaB mutant exhibited reduced spore germination, however, the germination rate of the cyaB mutant was significantly higher than that of the cyaA mutant. These results suggested that M. xanthus CyaA and CyaB function as osmosensors mainly during development and spore germination, and throughout the life cycle of M. xanthus including the vegetative stage, respectively. Next, we isolated a clone from a M. xanthus genomic DNA library using oligonucleotide probes designed based on the conserved cAMP-binding domains of the cAMP-dependent protein kinase (PKA) regulatory subunits. The clone contained an open-reading frame, cbpB, encoding a hydrophilic protein with two cAMP-binding domains. The CbpB exhibited partial primary structural similarity to PKA regulatory subunits. cbpB mutant showed normal growth, development and spore germination. However, the cbpB mutant cultured under high- or low-temperature conditions exhibited a marked reduction in growth. cbpB mutant cells were also more sensitive to osmotic stress than wild-type cells. The phenotype of cbpB mutant was similar to those of PKA regulatory subunit mutants of some eukaryotic microorganisms. These results suggest that the cAMP-mediated signal transduction pathway plays an important role in osmotic and temperature adaptation in M. xanthus. The cAMP-mediated signal transduction pathway is not reported in bacteria.
  • Construction of new host-vector systems of the production of foreign proteins using a variety of protein targeting signals.
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2000 -2002 
    Author : TAKEGAWA kaoru; HAMA yuko; KIMURA yoshio; SAKAI yasuyoshi
     
    1. We developed a new transformation system using multiple auxotrophic marker genes for the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. This new transformation system would be an useful tool for molecular genetic studies of S. pombe where multiple recombinant modifications or multiple mutations are needed. 2. We have isolated many genes that are required for protein secretion and sorting in fission yeast. Using a variety of protein targeing signals and mutants, we constructed new types of host-vector systems to produce foreign proteins. 3. The glycoproteins of S. pombe contain a large amount of galactose in addition to mannose, indicating that S. pombe is equipped with mechanisms for galactosylation of glycoprotein, like mammalian cells. To elucidate the physiological role of galactosylation, we isolated several S. pombe mutants defective in protein galactosylation. We elucidate that the galactosylation of protein is required for the maintenance of normal cell shape, sexual agglutination, tolerance toward various drugs, and non-sexual flocculation in S. pombe.
  • 粘液細菌における抗生物質の排出タンパク質について
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2000 -2001 
    Author : 木村 義雄
     
    昨年度の交付期間中に放線菌などでみられるmacrolide系抗生物質の排出タンパク質(ABC-transporter)と高い類似性がみられる遺伝子(mac-1)がM.xanthusよりクローニングされた。そこで今年度は本遺伝子中にkanamycin耐性遺伝子を挿入した遺伝子破壊株を作製し、この遺伝子がコードしている排出タンパク質の機能を明らかにすることを目的とした。 野生株及び作製した変異株を代表的な11種の抗生物質を添加した培地で培養を行った結果、変異株は唯一macrolide系の抗生物質であるオレアンドマイシンに対して感受性を示し、macrolide系抗生物質であるエリスロマイシンやスピロマイシンでは野生株と比較して生育の差はみられなかった。 M.xanthusが生産する抗生物質TAは構造がmacrolide系抗生物質に類似していることから、Mac-1がM.xanthus細胞において抗生物質TAの排出に関与しているかどうかを調べた。野生株及び変異株を抗生物質生産培地にて培養後、菌体及び培養ろ液を経時的に回収し、クロロホルム抽出及び濃縮処理し、抗生物質TAの抽出を行なった。これをろ紙にしたし、E.coliを指示菌とした生物検定を行った結果、TAの分泌及び細胞内蓄積量とも野生株と変異株では差が見られず、クローニングされた遺伝子は抗生物質TAの排出に関与していないと考えられた。一方、この変異株は分化が途中で停止するのでこのABC-transporterは分化シグナルの排出あるいは取り込みに関与している可能性が示唆された。
  • 粘液細菌の分化における細胞壁及び膜形成関与タンパク質の役割について
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 1997 -1998 
    Author : 木村 義雄
     
    TnV挿入により作製されたM.xanthusの分化欠損変異株138は、飢餓条件下で集合体は形成するものの、胞子形成能を欠いていた。この変異株において、TnVはpropionyl-CoAcarboxylase(PCC)のβ鎖をコードする遺伝子に挿入されており、PCC活性は認められなかった。一方、野生株のPCC活性を測定したところ、本酵素活性は分化開始とともに増加し、胞子形成中期にピークに達し、その後減少していった。また、分化時の長鎖の脂肪酸(C16-18)は、変異株において約35%野生株より減少していた。 そこで、PCCをM.xanthusの細胞質から精製し、その諸性質を検討した。PCCは分子量610kDaと見積もられ、53kDaのα鎖と56kDaのβ鎖から構成されていた。本酵素は、propionyl-CoAのほか、acetyl-CoA、butyryl-CoA及びsuccinyl-CoAを基質として炭酸転移がみられ、それぞれのK_m値は0.03、0.2、0.2及び1.OmMであった。以上の結果から、M.xanthus分化においてPCCはmethylmalonyl-CoAの生成による分岐鎖脂肪酸やpolyketideの合成にかかわるほか、acetyl-CoAからmalonyl-CoAの生成にも関与し、分化のシグナル分泌に関る長鎖の脂肪酸合成の調整にも関与していると推定された。
  • 粘液細菌の子実体形成期に細胞形態変化を司どる遺伝子の同定
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 1996 -1996 
    Author : 木村 義雄
     
    粘液細菌Myxococcus xanthusは、飢餓条件下で社会的な行動をとり多細胞による分化を行う。固体培地上で飢餓条件におかれると細胞は集合し子実体と呼ばれる多細胞構造体を形成する。子実体への分子に伴いM.xanthus細胞は長桿菌から球形の胞子へと細胞形態を変化させる。本研究ではオートリシスを起こす原因ともいわれ、M.xanthusの分化において必須の現象である細胞の形態変化に関与する遺伝子を同定することを目的とした。 そこでまずM.xanthus変異株の作製を行った。転移性遺伝子トランスポゾンV(TnV)をP1ファージを介してM.xanthus染色体に挿入させることで、変異株643株を作製し、分化誘導培地において集合体を形成するものの胞子形成に移行せずに桿菌のままで存在している6種の変異株を分離した。 これらの変異株の染色体上におけるTnV挿入領域をクローニングし、変異領域の一部の塩基配列の決定しホモログ検索を行った結果、1種の変異株についてCoAデカルボキシラーゼとのホモロジーが確認された。そこでこの遺伝子の全塩基配列を決定しCoAデカルボキシラーゼとのホモロジーを確認した。次にこの遺伝子の発現時期を調べるため野生株より様々な分化時間におけるRNAを抽出し、変異遺伝子をプローブとしてノーザン分析を行った結果、この遺伝子は栄養細胞には発現があまりみられないものの分化開始と共に発現が増加し、細胞形態が大きく変化する約60時間において発現が急激に増加していた。脂肪酸の合成に関わっていると言われるCoAデカルボキシラーゼの働きを調べるため、変異株と野生株の対数増殖期と分化中の脂肪酸組成を分析した結果、野生株において分化中に増加する一部の分岐脂肪酸が変異株において野生株より低い割合で存在していることが確認された。
  • adaptation to environment of bacteria
  • Environmental adaptation of bacteria

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