複数の炭素源の同時利用を前提とした合理的代謝設計による高収率物質生産技術の開発

基于多种碳源同时利用的合理代谢设计开发高产材料生产技术

• 批准号: 21K14777
• 负责人: 藤原 良介
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14777/
• 关键词: Methylorubrum extorquens; Metabolic engineering; 発酵生産; 廃グリセロール; メタノール; グリセロール; メバロン酸; バイオプロダクション; 代謝工学; 合成生物学; 大腸菌; メチロトローフ

メタノールおよびグリセロールを同時に資化可能なM. extorquens代謝改変株の構築を行った。M. extorquens野生株に対してputative glycerol kinase(Mext_4066) をプラスミドを利用して過剰発現させることで、グリセロール単一炭素源での増殖を確認した。続いてゲノム上に同遺伝子を組み込んだ株を構築し、同様の培地での培養を行ったが、細胞増殖速度は野生株と同程度であった。このことからグリセロールの効率的な資化にはMext_4066をプラスミドにより高発現させる必要があることが示唆された。また、メタノール由来の炭素を目的生産物に効率的に利用するため、競合反応を触媒する酵素であるギ酸デヒドロゲナーゼ(FDH)の破壊を行った。接合伝達大腸菌を用いた遺伝子破壊の操作において、大腸菌-M. extorquens混合培養体からM. extorquensのみを得るために大腸菌が増殖できないメタノール培地での培養を行うステップがあるが、本研究ではメタノール資化経路の破壊を行うため、別の原理によるスクリーニング法の開発が必要となった。そこでクロラムフェニコール耐性遺伝子をゲノム上に組み込み、新たな遺伝子破壊操作プロトコルを確立した。この遺伝子破壊プロトコルを用いて、3つのFDH遺伝子(Mext_4582, Mext_0389, Mext_4405-4406)を破壊した3重破壊株の作成に成功した。現在、残る1つのFDHアイソザイムであるFDH4(Mext_2105)の破壊株を構築中である。

Youdaoplaceholder0, メタノ, およびグリセロ, およびグリセロ, を simultaneously に mineralization may なM. extorquens metabolic modification strains <s:1> construct を rows った. M. extorquens wild strains に し seaborne て putative glycerol kinase (Mext_4066) を プ ラ ス ミ ド を using し て through turning 発 now さ せ る こ と で, グ リ セ ロ ー ル 単 a carbon source で の raised colonization を confirm し た. On 続 い て ゲ ノ ム に with heritage 伝 son を group み 込 ん だ plant を build し, with others in の petty で の line cultivate を っ た が, cell rights colonization rate は wild strains と with degree で あ っ た. こ の こ と か ら グ リ セ ロ ー ル の な endowment of unseen rate に は Mext_4066 を プ ラ ス ミ ド に よ り high 発 now さ せ る necessary が あ る こ と が in stopping さ れ た. ま た, メ タ ノ ー ル origin の に the produce carbon を purpose working rate に using す る た め, competing against 応 を catalyst す る enzyme で あ る ギ acid デ ヒ ド ロ ゲ ナ ー ゼ (FDH) の broken 壊 を line っ た. Joint 伝 of coliform を with い た heritage 伝 son broken 壊 の operation に お い て, coliform - m. extorquens mixed culture body か ら M. Extorquens の み を have る た め に coliform が raised colonization で き な い メ タ ノ ー ル petty で の line cultivate を う ス テ ッ プ が あ る が, this study で は メ タ ノ ー ル endowment the の broken 壊 経 road line を う た め, don't の principle に よ る ス ク リ ー ニ ン グ method の open 発 が necessary と な っ た. そ こ で ク ロ ラ ム フ ェ ニ コ ー ル patience heritage 伝 son を ゲ ノ ム に group on み 込 み, new た な heritage 伝 son broken 壊 operation プ ロ ト コ ル を establish し た. こ の heritage 伝 son broken 壊 プ ロ ト コ ル を with い て, 3 つ の FDH heritage 伝 child (Mext_4582 Mext_0389, Mext_4405-4406) を broken 壊 し た 3 weight break 壊 plant の made に success し た. Now, the remaining る1 る <s:1> FDHア ソザ ソザ ムである ムであるFDH4(Mext_2105) <s:1> broken 壊 plant を structure である.

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