Reorganization of metabolic pathways by controlling iron utilization mechanism

通过控制铁利用机制重组代谢途径

• 批准号: 21H01729
• 负责人: 蓮沼 誠久
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01729/
• 关键词: 代謝工学; 鉄硫黄クラスタータンパク質; 酵母; メタボロミクス; 合成生物学; バイオプロダクション

本研究は，鉄硫黄クラスタータンパク質（Fe-Sタンパク質）が酵母細胞内で形成される過程を解析し，その機能発現量を制御するメカニズムを明らかにするとともに，タイプの異なる複数のFe-Sタンパク質を実験対象として一般化されるメカニズムを同定し，代謝工学に応用することを目的としている。従来の遺伝子工学ではFe-Sタンパク質の比活性を3倍以上向上させた例は無く，本研究ではまず，酸化的キシロース資化経路のボトルネック酵素であるキシロン酸デヒドラターゼ（XylD）を対象に比活性の向上を試みる。具体的には，XylDホロタンパク質形成に関与する可能性のある鉄代謝関連因子，硫黄代謝関連因子，鉄硫黄クラスター形成関連因子の発現を欠損あるいは強発現させた状況でXylD遺伝子を強発現させる。続いて，この株の詳細解析を行うことで，Fe-Sタンパク質の機能発現メカニズムの解明につながる数多くの新規データ創出に繋げる。メカニズムの解析と検証は代謝工学的手法により行うが，メタボロームの時間変化解析等から鉄硫黄クラスタータンパク質機能発現につながる因果関係の抽出を目指している。Caulobacter crescentus由来XylDの実験からは，Tyw1の発現強化とBol2の欠損の組み合わせで相対的に最も高い活性を示したことから，2Fe-2S型Fe-Sタンパク質の機能発現には，細胞内への鉄イオンの取り込みが関与していることが強く示唆された。XylDと同じタンパク質ファミリーに属するホスホグルコン酸デヒドラターゼ（PGD），タンパク質ファミリーの異なる4Fe-4S型のFe-Sタンパク質である4-ヒドロキシ-3-メチル-2-ブテニルピロリン酸シンターゼ（IspG）や4-ヒドロキシ-3-メチル-2-ブテニルピロリン酸レダクターゼ（IspH）に対しても，機能発現メカニズムを解析する研究を開始した。

In this study, the process of Fe-S complex formation in yeast cells was analyzed, and the functional expression of Fe-S complex was controlled. In the past, the specific activity of Fe-S complex was more than 3 times higher than that of Fe-S complex. In this study, the specific activity of Fe-S complex was higher than that of Fe-S complex. Specifically, XylD gene formation is related to the possibility of iron metabolism related factors, sulfur metabolism related factors, iron sulfur formation related factors, and the occurrence of strong XylD gene expression. In this paper, the detailed analysis of the plant is carried out, and the function of Fe-S is realized. The analysis and identification of metabolic engineering methods, the analysis of temporal variation of metabolic engineering methods, etc. Caulobacter crescentus is derived from XylD, Tyw1 and Bol2, and the corresponding highest activity is shown. The functional development of 2Fe-2S Fe-S is related to the intracellular iron content. XylD and XylD are the same type of compounds, and the same type of compounds belong to the same type of compounds. XylD and XylD belong to the same type of compounds. XylD and XylD belong to the same type of compounds. XylD and XylD belong to the same type of compounds. XylD and XylD belong to the same type of compounds. The study of functional development and analysis began.

项目成果

次世代型バイオ分析により様々な微生物を活用する生物工学の未来

通过下一代生物分析利用各种微生物的生物技术的未来

• 发表时间: 2022
• 作者: Ohshiro Takahito;Konno Masamitsu;Asai Ayumu;Komoto Yuki;Yamagata Akira;Doki Yuichiro;Eguchi Hidetoshi;Ofusa Ken;Taniguchi Masateru;Ishii Hideshi;蓮沼誠久
• 通讯作者: 蓮沼誠久

上海交通大学(中国)

上海交通大学（中国）

ミンホ大学(ポルトガル)

米尼奥大学（葡萄牙）

バイオDXによるスマートセル開発とバイオ生産プロセスへの応用

使用bioDX进行智能细胞开发及其在生物生产过程中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 河原正浩;堀川真希子;蓮沼誠久
• 通讯作者: 蓮沼誠久

バイオ×デジタルの技術融合によるスマートセル創出と低炭素化技術への応用

通过生物技术和数字技术的融合以及低碳技术的应用创建智能细胞

• 发表时间: 2021
• 作者: Daiki Kitabatake;Hiroshi Ueno;Fuminori Misaizu;李 梓榕，山本 壮太，鍜治 怜奈，足立 智;Masahito Hosokawa;河原正浩;蓮沼誠久
• 通讯作者: 蓮沼誠久