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-

点击翻译按钮获取中文摘要

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。