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詳細

木村義雄 (キムラ　ヨシオ)

    　　　　
    農学部　応用生物科学科　研究基盤センター　
  • 教授
Last Updated :2026/06/24

研究者情報

学位

  • 農学博士(愛媛大学 1991.3)（愛媛大学連合農学研究科）

J-Global ID

研究キーワード

  • 微生物生理学   Physiology of microorganisms   

研究分野

  • ライフサイエンス / 応用生物化学

経歴

  • 2004年07月 - 現在  香川大学農学部教授
  • 1999年03月 - 2004年06月  香川大学農学部助教授
  • 1992年04月 - 1999年03月  香川大学農学部助手
  • 1991年04月 - 1992年03月  (株)日本チバガイギー国際科学研究所

学歴

  •         - 1991年   愛媛大学   Graduate School, Division of Agricltural Sciences   食糧科学
  •         - 1991年   愛媛大学   連合農学研究科   食糧科学
  •         - 1986年   香川大学   Faculty of Agriculture   食品
  •         - 1986年   香川大学   農学部   食品

所属学協会

  • 日本生化学会   

研究活動情報

論文

講演・口頭発表等

  • 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年12月
  • 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年12月
  • 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年11月
  • 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年10月
  • 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年12月
  • 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年12月
  • 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  [通常講演]
    2013年 ポスター発表
  • 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  [通常講演]
    第82回日本生化学会大会 2009年 ポスター発表
  • 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  [通常講演]
    第82回日本生化学会 2009年 ポスター発表
  • 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  [通常講演]
    2008年 ポスター発表
  • Contribution of cyclic nucleotide phosphodiesterases, PdeA and PdeB, in adaptation of Myxococcus xanthus cells to osmotic or high temperature stress (2)  [通常講演]
    2006年 ポスター発表
  • A Myxococcus xanthus rppA-mmrA double mutant exhibits reduced uptake of amino acids and tolerance of some antimicrobials,(1)  [通常講演]
    第78回日本生化学大会 2005年 ポスター発表
  • Myxococcus xanthus CbpB containing two cAMP-binding domains is involved in temperature and osmotic tolerances (1)  [通常講演]
    第78回日本生化学大会 2005年 ポスター発表
  • An adenylyl cyclase, CyaB, acts as an osmosensor in Myxococcus xanthus  [通常講演]
    日本分子生物学会 2004年 ポスター発表
  • A Myxococcus xanthus rppA-mmrA double mutant exhibits reduced uptake of amino acids and tolerance of some antimicrobials  [通常講演]
    日本分子生物学会 2004年 ポスター発表
  • An adenylyl cyclase, CyaB, acts as an osmosensor in Myxococcus xanthus  [通常講演]
    日本分子生物学会 2004年 ポスター発表
  • A Myxococcus xanthus rppA-mmrA double mutant exhibits reduced uptake of amino acids and tolerance of some antimicrobials  [通常講演]
    日本分子生物学会 2004年 ポスター発表
  • 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  [通常講演]
    第74回日本生化学会大会 2001年 ポスター発表
  • Myxococcus xanthus CbpB, CbpC, and CbpD containing two cAMP-binding domains is involved in temperature and osmotic tolerances  [通常講演]
    日本分子生物学会2006フォーラム ポスター発表

MISC

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 粘液細菌におけるタンパク質のSH基を介した活性制御機構の解明
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2023年04月 -2026年03月 
    代表者 : 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。
  • 粘液細菌を用いた飢餓時でのポリリン酸を介したエネルギー生成の解明
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2019年04月 -2022年03月 
    代表者 : 木村 義雄
     
    本研究では、粘液細菌であるMyxococcus xanthusを用いて、アミノ酸飢餓時でのポリリン酸合成機構と生成されたポリリン酸の役割について主に研究を行った。その結果、本菌はポリリン酸合成酵素(Ppk1)によって主に細胞内に多く存在しているリン酸及び2リン酸を初発基質としてこれにATPのγ位のリン酸を付加してポリリン酸を生成され、胞子形成期にはポリリン酸はAMPやADP、NAD+へのリン酸の付加に利用されていると推定された。
  • 粘液細菌における新規シグナル物質ジアデノシンポリリン酸の機能解明
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2016年04月 -2019年03月 
    代表者 : 木村 義雄
     
    粘液細菌は種々のストレス条件下でジアデノシンポリリン酸(Ap4AとAp5A)を数-5倍程度増加させたが、大腸菌などに比べその増加量は少なかった。本菌ではApnAは主にリシルtRNA合成酵素によって生成され、また、主にApaHによって分解された。apaH欠損変異株は、野生株より5-10倍程度高い細胞内ApnA濃度を示したが、ストレス耐性を示さず、逆に顕著な胞子形成の低下を示した。Ap5Aはアデニル酸キナーゼ活性を強く阻害し、エネルギーの恒常性が維持できなくなるため、本菌ではApnAはストレス条件下では機能を持たず、分解酵素によって逐次ヌクレオチドに分解され、低い濃度に保たれていると考えられる。
  • 粘液細菌におけるチロシン残基のリン酸化を介した情報伝達機構の解明
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 
    代表者 : 木村 義雄; 竹川 薫
     
    Ser/Thrキナーゼのcatalytic loop配列を有しない粘液細菌の14個の真核生物様キナーゼのうち、4つの酵素においてTyr残基の自己リン酸化がみられたが、それらは基質タンパク質のTyr残基リン酸化活性を有していなかった。活性の強い2つのキナーゼはTyr残基の自己リン酸化により、活性化された。また、細菌型Tyrキナーゼ(BTK)を活性化するレセプター領域を特定し、BTKの活性化にはBTKのC末端に存在するTyrクラスターの自己リン酸化は不要であることを示した。また、本菌が有する２つのApaH様ホスファターゼのうち、PrpAはTyrホスファターゼとして機能することを明らかにした。
  • 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
    研究期間 : 2014年04月 -2016年03月
  • 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
    研究期間 : 2010年04月 -2013年03月
  • 原核生物である粘液細菌を用いた新規cAMP情報伝達機構の解明
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2006年 -2008年 
    代表者 : 木村 義雄; 竹川 薫; 竹川 薫
     
    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。
  • 粘液細菌を用いた新規な浸透圧に関与する情報伝達及び応答機構の解明
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2002年 -2004年 
    代表者 : 木村 義雄; 竹川 薫
     
    本研究は新規な浸透圧に関与する情報伝達系を粘液細菌の1種であるMyxococcus xanthusをもちいて解明することを目的としている。浸透圧センサーとして機能するタンパク質の検索を試みたところ、細胞膜結合性タンパク質でN末端にセンサー領域、C末端にアデニル酸シクラーゼの触媒領域を有する2種類のレセプター型アデニル酸シクラーゼ(CyaA及びCyaB)が浸透圧センサーとして機能していることが明らかになった。この遺伝子破壊株を用いて表現型を野生株と比較すると、CyaAは主に分化や胞子発芽時に、CyaBはセンサーとしての機能はCyaAより低かったが増殖期を含む生活環全体に関与していると推定された。これらの遺伝子破壊株ではNaCl及びショ糖などの浸透圧ストレス負荷により、生育や発芽の遅れ、分化における子実体及び胞子形成の減少がみられた。 この菌の浸透圧適応にてcAMPを介した情報伝達系が存在する可能性が示唆されたのでこのセンサー下流に存在するであろう細胞内情報伝達系の検索を試みた。この菌において原核生物で初めてセリン/スレオニンプロテインキナーゼが報告されたことから、cAMP依存性セリン/スレオニンプロテインキナーゼ(PKA)が存在すると考え、この酵素のうち、調節サブユニットをコードしている遺伝子のクローニングを行なった。その結果、クローニングされた遺伝子がコードしているタンパク質はPKA調節サブユニットの構造的特徴である2つのcAMP結合部位を有していたため、遺伝子破壊株を用いて野生株と表現型を比較した。変異株は高温及び低温培養条件下や浸透圧負荷条件下での増殖において野生株より生育の減少が見られた。 以上の結果から、主に浸透圧ストレス条件下において原核生物では報告されていない新規なcAMPを介した情報伝達系が存在する可能性が示唆された。
  • 分裂酵母のオルガネラ輸送シグナルを用いた異種タンパク質生産システムの構築と実用化
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2000年 -2002年 
    代表者 : 竹川 薫; 浜 裕子; 木村 義雄; 阪井 康能; 浜 祐子
     
    分裂酵母の異種タンパク質発現系を構築するために以下の成果を得た。 (1)これまで使用されてきたウラシルやロイシンの分裂酵母栄養要求性マーカーの他に新たにリジン、アルギニン、アデニンなど複数の栄養要求性を保持した分裂酵母株を構築することができた。 (2)分裂酵母のイオントランスポーターであるpmr1遺伝子を破壊した株を作成し、本破壊株が分裂酵母のN-結合型糖鎖のみならず、O-結合型糖鎖の付加にも欠損を示すことを明らかにした。また旭硝子の浜博士(分担者)との共同研究により、異種タンパク質をpmr1破壊株を用いて生産させたところ、実際に分泌生産が向上することが認められた。 (3)分裂酵母のO-結合型糖鎖の付加に関与するマンノーヌ転移酵素遺伝子を3つ同定した。これらの遺伝子破壊株が胞子形成欠損や温度感受性など様々な表現型を示すことを明らかにした。また実際に細胞表層のO-結合型糖鎖の組成が野生株と異なっていることを確認した。 (4)分裂酵母の液胞局在ATPアーゼの欠損株を取得した。本破壊株は液胞の酸性化に欠損を示し、液胞タンパク質輸送やエンドサイトーシスなどめ細胞内タンパク質輸送経路に欠損を示すことを明らかにした。 (5)分裂酵母の全ゲノムから出芽酵母の液胞タンパク質輸送に関与するVPS遺伝子と相同性の高い遺伝子を同定して、これらの遺伝子破壊株を50以上作成した。またこれらの破壊株で液胞タンパク質が細胞表層へとミスソートしていることを確認した。阪井(分担者)らはCandida属酵母の主要なプロテアーゼであるプロテアーゼAとBを破壊した株を構築し、これらの株で異種タンパク質を生産した場合にはタンパク質の分解を抑えて生産性の向上が認められることを明らかにした。また高等動物のプロテアーゼであるカテプシンCを生産させてその細胞内局在などを明らかにした。
  • 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
    研究期間 : 2000年 -2001年 
    代表者 : 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
    研究期間 : 1997年 -1998年 
    代表者 : 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
    研究期間 : 1996年 -1996年 
    代表者 : 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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