ゲノム情報に基づいた生分解性共重合ポリエステル生産微生物の分子育種

基于基因组信息的可生物降解共聚酯生产微生物的分子育种

基本信息

批准号：
17019017
负责人：
福居俊昭
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

微生物が貯蔵物質として合成するポリヒドロキシアルカン酸(PHA)は環境低負荷型の生分解性プラスチックとして注目されている。そこで本研究では、微生物ゲノム情報を基盤として物性の優れたポリ(3-ヒドロキシブタン酸-co-3-ヒドロキシヘキサン酸)共重合体[P(3HB-co-3HHx)]を効率生産する微生物を分子育種することを目指す。今年度は重要なバイオマスである糖質を原料として、P(3HB-co-3HHx)を合成可能な組換え大腸菌株の作製を試みた。まず、基質特異性の広いA.caviae由来PHA合成酵素、チオラーゼ、およびアセトアセチル-CoA還元酵素をコードする3遺伝手の人工オペロンを含む低コピープラスミドpMW-CABを作製し大腸菌に導入することで、グルコースを炭素源としたポリ(3-ヒドロキシブタン酸)[P(3HB)]合成能を付与した。次に、炭素鎖をさらに伸長して炭素数6の3HHx-CoAユニットを供給する代謝経路を構築するため、クロトニル-CoA還元酵素、広基質特異性チオラーゼ、広基質特異性3-オキソアシル-CoA還元酵素、(R)-エノイル-CoAヒドラターゼをコードする4遺伝子を、アラビノース添加により制御可能なBADプロモーター下流に配置したプラスミドpBAD-3HHxを作製した。pMW-CABおよびpBAD-3HHx両方を保持する大腸菌株を選抜してグルコースを炭素源としたP(3HB-co-3HHx)の生合成を試みたが、合成されたのはP(3HB)ホモポリマーで、3HHxユニットを含む共重合体を合成するにはいたらなかった。この際、アラビノースを添加して導入遺伝子を転写誘導すると生育阻害の兆候が観察された。これは導入した4遺伝子の発現が強すぎたために菌体全体の代謝を撹乱してしまった可能性が挙げられる。今後、誘導時期や誘導条件の検討により糖質を原料とした[P(3HB-co-3HHx)]共重合体の微生物合成を達成することを目指す。

由微生物作为储存材料合成的多羟基烷酸（PHA），它吸引着作为可生物降解的塑料，其环境影响较低。因此，在这项研究中，我们旨在分子繁殖微生物，这些微生物有效地产生聚（3-羟基丁丁酸-CO-CO-3-羟基己糖酸）共聚物[P（3HB-CO-3HHX）]，基于微生物基因组，它们具有极好的物理特性。今年，我们试图生产一种重组大肠杆菌菌株，可以使用碳水化合物（一种重要的生物量）作为原料合成P（3HB-CO-3HHX）。首先，制作了具有广泛底物特异性的三个遗传性人造遗传操纵子的低拷贝质粒PMW-CAB，它们具有广泛的底物特异性，并引入了大肠杆菌，以合成poly（3- hydroxbutanbutanbutan butanoicicic precrancybutanoicicicicicicalicicicicicalicicicicicicalicicicicicicicalicicicicicicicalicicicicicic of）（3- b）（3- p）（3- b）（3）（3）（3）（3）碳源。 Next, in order to further extend the carbon chain and construct a metabolic pathway that supplies 3HHx-CoA units with 6 carbon atoms, the plasmid pBAD-3HHx was prepared in which four genes encoding clotonyl-CoA reductase, broad substrate specific thiolase, broad substrate specific 3-oxoacyl-CoA reductase, and (R)-enoyl-CoA hydratase were placed downstream of可以通过添加阿拉伯糖来控制的坏启动子。我们通过选择携带PMW-CAB和PBAD-3HHX的大肠杆菌菌株来尝试使用葡萄糖作为碳源的P（3HB-CO-3HHX）生物合成，但是合成是P（3HB）同源物，它已合成，并且无法合成一个Copolymermermermermermermyser-copolymermermermermermermermermermermermermermermemers-组合。此时，当添加阿拉伯糖以诱导转基因转录时，观察到生长抑制的迹象。这可能是由于引入四个基因的表达太强的可能性，导致整个细菌细胞的代谢。将来，我们旨在通过检查诱导时间和诱导条件来实现由碳水化合物制成的[P（3HB-CO-3HHX）]共聚物的微生物合成。