Development of a methane-oxidizing biocatalyst that functions in a heterologous host using a single-cell methanol sensor

使用单细胞甲醇传感器开发在异源宿主中发挥作用的甲烷氧化生物催化剂

• 批准号: 19J14379
• 负责人: 竹谷 友之
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J14379/
• 关键词: メタノール誘導性遺伝子発現; メタン酸化生体触媒; メタノール生成反応

(1)一細胞酵素活性可視化宿主『メタノールセンサー酵母』を用いて高活性MOB遺伝子を精度よく選抜するため、グルコースを含む培地からメタノールを含む培地に細胞を移した際にメタノール誘導性遺伝子が受ける「グルコース抑制」「脱抑制」「メタノール誘導」について、本センサー酵母を用いて詳しく解析した。その結果、脱抑制はグルコースが急激に枯渇すると見られないのに対し、グルコースが徐々に枯渇すると顕著に見られることを明らかにした。本知見は高活性MOB選抜のための培養条件の最適化に有用であるとともに、本酵母のメタノール誘導性遺伝子発現制御を理解する基盤としても重要と考えられる。(2)MOBプロトタイプについて、アミノ酸配列の変異による高活性化を試みたところ、pmoAサブユニット由来断片への変異の導入により、活性が著しく向上、もしくは見られなくなることがわかった。本知見は、触媒部位の構造形成におけるpmoAサブユニット由来断片の寄与を新たな形で示唆するものであり、銅を含む活性中心を主として議論されてきたメタン酸化の触媒機序にも新しい展開をもたらすと考えられる。活性が向上した変異体については目的のメタン酸化生体触媒の候補と位置づけており、現在、精製タンパク質を用いた活性評価、および本変異体発現細胞によるメタンのバイオマスへの取り込みなどについて、さらなる検討を加えている。また、自然界由来の遺伝子断片の増幅と連結による遺伝子ライブラリも追加で作製し、現在、メタノールセンサー酵母を用いて高活性タンパク質遺伝子の選抜を試みている。(3)天然資源からのメタノール生成反応のさらなる一例として、細菌によるメタノールのバイオマスへの固定反応の大腸菌内での逆行を試み、菌体反応によりグルコースやF6Pからメタノールが生産されることを見出し、自然界で知られていないメタノール生成経路の構築と実証に成功した。

(1) One-cell enzyme activity visualization host "メタノールセンサーyeast" using high-activity M OB 伝子をPrecisionよく选抜するため、グルコースを合む平地からメタノールを合むPedi's cells are transferred and the inducible ductus is suppressed by "グルコース" "De-inhibition" "メタノール induction" について, this センサーyeast を is analyzed by いて detail しくした.そのRESULTS, De-inhibition はグルコースが快的に久渇すると见られないのに対し. This knowledge is useful for selecting highly active MOB and optimizing the culture conditions. The mother's のメタノール induced legacy 伝子発 appear to control を understand the するbase base としてもimportant and test えられる. (2) MOB プロトタイプについて, アミノ acid preparation の変iso による Highly activated をtest みたところ, pmoA サブThe origin of the ユニット fragment is the introduction of the への変different のにより, the active がしくUP, and the もしくは见られなくなることがわかった. The origin of the original knowledge and the structure of the catalyst part is the origin of the fragment and the new shape of the catalyst part. , Copper contains an active center and the main catalyst is used to acidify the catalyst. Active が up し た 変 variant に つ い て は purpose の タ タ ン acid chemical biocatalyst の candidate と position づ け て お り, now, refined タ ン パ ク quality を い たActivity evaluation, および本変 allogeneic cancer cell によるメタンのバイオマスへのGET り込みなどについて, さらなる検question を加えている.また、Origin of nature's remaining pieces of fragmentsのincreased width and connectionによる伝子ライブラリもAdditional productionし, Now, we are using the high-activity yeast yeast メタノールセンサーyeast to try the いている. (3) An example of natural resource からのメタノール generating reaction のさらなる として, bacteria によるメタノールのバイオマスへのfixed reaction in coliform でのretrograde をtestみ, bacteria Body anti-によりグルコースやF6Pからメタノールがproducedされることを见出し、The natural world knows how to build the path of creation and the way to prove success.

项目成果

Komagataella phaffiiメタノール誘導性遺伝子発現の脱抑制過程の解析

甲醇诱导的法菲Komagataella 基因表达去抑制过程分析

• 发表时间: 2019
• 作者: 竹谷 友之;由里本 博也;阪井 康能
• 通讯作者: 阪井 康能

Methanol production by reversed methylotrophy constructed in Escherichia coli

• DOI: 10.1080/09168451.2020.1715202
• 发表时间: 2020-01
• 期刊: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
• 作者: Tomoyuki Takeya;Miyabi Yamakita;D. Hayashi;Kento Fujisawa;Y. Sakai;H. Yurimoto

メチロトロフC1代謝の逆反応によるグルコースからのメタノール生産

通过甲基营养菌 C1 代谢的逆反应从葡萄糖生产甲醇

• 发表时间: 2020
• 作者: 竹谷 友之;山木田 雅;阪井 康能;由里本 博也
• 通讯作者: 由里本 博也