大腸菌のピルビン酸発酵をモデルとしたエネルギー代謝変異株による発酵生産の効率化

利用以大肠杆菌丙酮酸发酵为模型的能量代谢突变株提高发酵生产效率

• 批准号: 06806009
• 负责人: 横田 篤
• 金额: $ 1.15万
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06806009/
• 关键词: ピルビン酸; F_1-ATPase; チトクロムb; ピルビン酸キナーゼ

大腸菌K-12株由来のリポ酸要求性ピルビン酸生産菌を親株として、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、菌体当たりのグルコース消費速度およびピルビン酸生産速度が親株の2倍および2.5倍に増大し、その結果ピルビン酸生産効率が大幅に向上した。平成6年度はTBLA-1株の性質を解明することを目的として検討し、次に示す成果を得た。1.F_1-ATPaseレベルとピルビン酸生産効率との関連性の検討:TBLA-1株から親株の10%の活性を持つF_1-ATPaseの部分復帰変異株を取得した。この株のピルビン酸生産能は親株と同じであった。従って、ピルビン酸生産の効率化のためには、F_1-ATPaseがさらに低下する必要があることが分かった。2.TBLA-1株における酸素消費量の変化:ピルビン酸生産培養時のTBLA-1株の酸素消費量は親株の1.7倍に増大していた。3.電子伝達系のチトクロムb含有量の測定:分光学的な測定の結果、TBLA-1株では含有量が親株の3倍に増大していた。2.の結果と合わせて考えると、TBLA-1株では糖消費の増大の結果過剰に生成されるNADHを再酸化するために、これらの変化が起こったと考察された。4.TBLA-1株における解糖系諸酵素活性の変化:glucose phosphate isomerase,phosphofructokinase,fructose bisphosphate aldolase,phosphoglycerate mutase,pyruvate kinaseの5種類の酵素活性について測定したところ、pyruvate kinaseの活性がTBLA-1において約50%増大しており、解糖系が活性化されていることが見出された。

Escherichia coli K-12 strain was introduced into the parent strain of the strain TBLA-1 by the morphological introduction method, and the deficient mutant atpA401 of F_1-ATPase was introduced into the parent strain. 70% of the parent strain was reduced, and the cell consumption rate was increased by 2.5 times compared with the parent strain. As a result, acid production rates have increased significantly. In 2006, the nature of TBLA-1 was clarified, and the results were obtained. 1. F_1-ATPase activity and correlation analysis:TBLA-1 strain had 10% activity from parent plants, and F_1-ATPase activity was partially recovered from mutant plants. This plant produces acid, which is the same as the parent plant. The efficiency of F_1-ATPase production is essential. 2. Change of acid consumption of TBLA-1 strain: The acid consumption of TBLA-1 strain increased by 1.7 times compared with its parent strain. 3. Determination of b content of electron transfer system: As a result of spectroscopic determination, TBLA-1 strain has a 3-fold increase in b content compared with its parent strain. 2. The results of the study showed that TBLA-1 increased sugar consumption and increased NADH production. 4. The activity of glucose phosphate isomerase, phosphoribokinase,fructose bisphosphate aldolase,phosphoglycerate mutase and pyruvate kinase in TBLA-1 strain increased by 50% compared with TBLA-1 strain.

项目成果

横田 篤: "〜大腸菌の激しい息づかいが聞こえてくる〜エネルギー代謝変異株による発酵生産の効率化" 生物工学会誌. 72. 216- (1994)

Atsushi Yokota：“〜听到大肠杆菌的沉重呼吸声〜利用能量代谢突变体提高发酵生产的效率”日本生物工程学会杂志 72. 216-（1994）。

Atsushi Yokota: "Pyruvic acid production by an F_1-ATPase-defective mutart of Escherichia coliw1485 Lip2" Bioscience,Biotechnlogy and Biochemistry. 58. 2164-2167 (1994)

Atsushi Yokota：“大肠杆菌 F_1-ATPase 缺陷型变体产生丙酮酸”生物科学、生物技术和生物化学。