大腸菌のエネルギー代謝変異株の解析-糖代謝の新規制御機構と発酵生産の効率化-

大肠杆菌能量代谢突变株分析 - 糖代谢与发酵生产效率的新型调控机制 -

• 批准号: 07806010
• 负责人: 横田 篤
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07806010/
• 关键词: ピルビン酸; F_1-ATPase; ピルビン酸キナーゼ; ホスホグリセリン酸キナーゼ; atpA401; Escherichia coli

大腸菌K-12株由来のリボ酸要求性ピルビン酸生産菌を新株として、形質導入法によりF_1-ATPaseの欠損変異遺伝子atpA401を導入して得られたTBLA-1株では、生育は親株の70%に低下したが、菌体当りのグルコース消費速度及びピルビン酸生産速度が親株の2倍及び2.5倍に増大し、その結果ピルビン酸の生産効率が大幅に向上した。平成7年度はTBLA-1株の性質解明とともに、新たに大腸菌K-12株野生株からも同様なF_1-ATPaseの欠損変異株を導き、この株についての性質も検討し、以下の結果を得た。1.TBLA-1株における解糖系諸酵素活性の変化:グルコースの取込みにかかわるホスホトランスフェラーゼ系を除く解糖系の全ての酵素活性の測定を行い、ホスホグリセリン酸キナーゼ及びピルビン酸キナーゼIの活性が対数増殖期において親株の最大1.5倍に増大していることを認めた。この二つの酵素は共に基質レベルのリン酸化を触媒するものであり、F_1-ATPaseの欠損変異におけるエネルギー(ATP)欠乏を補うレスポンスとして合目的的と考えられた。その他の酵素については両株間で有意な差が認められなかった。2.大腸菌K-12株野生株からのF_1-ATPase欠損変異株の取得:大腸菌K-12株野生株W1485に、形質導入法によりF_1-ATPaseの欠損変異遺伝子atpA401を導入しHBA-1株を取得した。3.培養条件の検討:TBLA-1、HBA-1両株の培養条件を検討し、鉄イオンの添加と、有機窒素源としてポリペプトンの添加が有効であることを認めた。4.HBA-1の糖代謝:3の条件でTBLA-1、HBA-1両株を培養した結果、HBA-1株の培養では著量のピルビン酸が生成した。ピルビン酸生産株でない野生株由来のF_1-ATPaseの欠損株でもピルビン酸が蓄積することから、F_1-ATPaseの欠損株では解糖系が強く活性化されていることが示唆された。

通过从核酸菌群中从Escherichia coli k-12菌株中引入F_1-ATPase的突变突变基因ATPA401获得的TBLA-1菌株作为一种新菌株，并且通过转导，生长将生长量减少到70％，但要增加gluc糖的生产率，而在glucose a的生产率上增加了5个细胞的生产率，并逐渐增加了pyr速度，并逐渐增加了pyruve速率，并逐渐增加了pyr速度的量。丙酮酸产生效率的显着提高。 1995年，除了阐明TBLA-1菌株的性质外，我们还从大肠杆菌K-12的野生菌株中得出了类似的F_1-ATPase突变菌株，还检查了该菌株的特性，并获得了以下结果。 1。测量了TBLA-1菌株中糖酵解酶活性的变化：糖酵解系统的所有酶活性，除了涉及葡萄糖摄取的磷酸转移酶系统外，还测量了磷酸甘油酸甘油酸酯激酶和丙酮酸激酶的活性在父母的范围内增加了1.5次的劳动力。这两种酶都催化了底物级磷酸化，被认为是用于补偿F_1-ATPase缺乏突变中能量（ATP）缺乏的反应。对于其他酶，两种菌株之间未观察到显着差异。 2。从野生大肠杆菌K-12菌株中获得F_1-ATPase缺陷型突变株：通过使用突变突变基因ATPA401进行F_1-ATPase通过转导获得HBA-1菌株。 3。培养条件的研究：我们研究了TBLA-1和HBA-1菌株的培养条件，发现铁离子和多肽作为有机氮来源是有效的。 4。HBA-1的葡萄糖代谢：由于在三种条件下培养了TBLA-1和HBA-1菌株，因此在HBA-1菌株的培养物中产生了大量的丙酮酸。丙酮酸的积累也出现在野生菌株中的F_1-ATPase中，这些菌株不是丙酮酸产生的菌株，这表明糖酵解在F_1-ATPase缺乏菌株中被强烈激活。

项目成果

横田篤: "エネルギー代謝変異株によるピルビン酸発酵の効率化" バイオサイエンスとインダストリー. 53. 410-412 (1995)

Atsushi Yokota：“利用能量代谢突变体提高丙酮酸发酵的效率”《生物科学与工业》53. 410-412 (1995)。