理論収率を飛躍的に革新する代謝経路の分断と再構築

代谢途径的分离和重建可显着提高理论产量

• 批准号: 22KJ2279
• 负责人: 野中 大輔
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2279/
• 关键词: PMPE; 1,2-プロパンジオール; レスベラトロール; 代謝経路の分断

今年度は1,2-プロパンジオールとレスベラトロールの各目的生産物質に応じて代謝経路を分断する大腸菌株の構築を行った。1,2-プロパンジオール生産株では前駆体であるジヒドロキシアセトンリン酸(DHAP)を、レスベラトロール生産株ではホスホエノールピルビン酸(PEP)を蓄積させるよう代謝経路の分断をおこなうことで各生産株の構築に成功した。これらの株にWeimberg経路やDahms経路といった外来微生物保有のキシロース資化経路や目的生産物質の生合成経路に関わる遺伝子を導入することで、グルコースとキシロースの混合糖での生育及び1,2-プロパンジオールとレスベラトロールの生産を確認した。1,2-プロパンジオール生産では更なる生産量増加のために1,2-プロパンジオール生合成経路に関わる各種遺伝子を高コピープラスミドにより過剰発現させた。しかしながら、生産量の増加にはつながらなかったため、酵素の発現量が律速ではないことが示唆された。レスベラトロール生産では前駆体の一つであるマロニルCoAの供給量の増加が生産量増加に寄与すると考えられているため、本研究でもマロニルCoA供給の向上に取り組んだ。マロニルCoA合成に関わる遺伝子の過剰発現によるマロニルCoA合成強化及び阻害剤添加によるマロニルCoAの消費抑制を代謝経路分断株でおこなった。その結果いずれにおいてもレスベラトロールの生産量増加が確認され、本研究で用いている株においてもマロニルCoA供給量の増加がレスベラトロールの生産量増加につながることが示唆された。

This year, the construction of Escherichia coli strains for the isolation of metabolic pathways for various target production substances was carried out. The production strains of 1,2-diamino acid (DHAP) and diamino acid (PEP) were successfully constructed by the production strains of 1,2-diamino acid (DHAP) and diamino acid (PEP). The Weimberg and Dahms systems contain foreign microorganisms and are responsible for the introduction of genes into the production systems of target production substances. The production of mixed sugars and the production of 1,2-nitrogen-containing compounds are confirmed. As the production of 1,2-progesterone continues to increase, various genes related to the 1,2-progesterone biosynthesis circuit have been discovered in high-tech factories. The increase of production volume is due to the increase of enzyme production rate. In this study, the supply of CoA increased due to the increase of production volume. CoA synthesis is related to the production of protein, and the inhibition of CoA consumption is related to the production of protein. The increase in the production volume of the plant was confirmed by the results of this study. The increase in the supply volume of CoA was indicated by the increase in the production volume of the plant.

项目成果

Caffeic acid production from glucose using metabolically engineered Escherichia coli

使用代谢工程大肠杆菌从葡萄糖生产咖啡酸

• DOI: 10.1016/j.enzmictec.2023.110193
• 发表时间: 2023
• 期刊: Enzyme and Microbial Technology
• 影响因子: 3.4
• 作者: Sakae Kosuke;Nonaka Daisuke;Kishida Mayumi;Hirata Yuuki;Fujiwara Ryosuke;Kondo Akihiko;Noda Shuhei;Tanaka Tsutomu
• 通讯作者: Tanaka Tsutomu