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。

A new strain of Escherichia coli K-12 was introduced into the mutant atpA401 of F_1-ATPase by morphological and qualitative methods, and 70% of the parent strain was introduced into the mutant. The consumption rate and acid production rate of E. coli K-12 were 2 times and 2.5 times higher than that of the parent strain. As a result, the production rate of acid increased significantly. In 2007, the properties of TBLA-1 strain were clarified, and new strains of E. coli K-12 wild strains were identified, and the properties of F_1-ATPase deficient mutant strains were investigated. The following results were obtained. 1. The activity of enzymes in the glucose-hydrolyzing system of TBLA-1 strain was measured. The activity of enzymes in the glucose-hydrolyzing system of TBLA-1 strain increased by 1.5 times compared with that of its parent strain during the growth period. The two enzymes are co-active in the substrate, and the F_1-ATPase is deficient in ATP. The enzyme of other plants is intentionally different from each other. 2. The F_1-ATPase deficient mutant atpA401 was introduced into Escherichia coli K-12 wild strain W1485 and HBA-1 strain W1485. 3. Culture conditions:TBLA-1, HBA-1 strain culture conditions were discussed, iron and organic pigment sources were added. 4. The sugar metabolism of HBA-1:3 conditions for TBLA-1, HBA-1 and HBA-1 were studied. The acid producing strain was derived from the deficient strain of F_1-ATPase, which showed the accumulation of acid and the strong activation of carbohydrate system in the deficient strain of F_1-ATPase.

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)。