原核細胞内における人工的な代謝反応区画（メタボロソーム）の創出

在原核细胞中创建人工代谢反应室（代谢体）

基本信息

批准号：
22K18344
负责人：
平野展孝
金额：
$ 16.64万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

原核細胞の大腸菌は、遺伝子組換えが容易なため、有用物質生産を目的とした合成生物学分野で多用されている。しかし、細胞内に膜で仕切られた細胞小器官がないため、生体分子の区画化が困難であり、内在経路への中間体流出や、外来経路による補酵素の一方的消費、外来経路に係る物質の毒性・不安定性、生合成酵素の失活等により、十分な合成量が得られない場合も多々ある。本研究課題では、蛋白質によって正二十面体の殻構造を形成する細菌微小区画を用いて、大腸菌細胞内において補酵素再生経路を含む代謝経路全体を区画化することで、内在経路への中間体流出を抑制し、微小空間内での生合成反応を持続可能にする人工的な代謝反応区画（メタボロソーム）の創出を目指す。天然の細菌微小区画を基に、より汎用性の高い補酵素再生系を持つ基盤微小区画を構築し、副産物生成や生合成酵素の失活が課題の有用物質生合成経路の区画最適化を行い、人工メタボロソームの分子設計基盤の確立を目指す。令和４年度は、細菌微小区画の殻蛋白質遺伝子をオペロン化した発現プラスミドと、合成生物学分野において汎用性の高い補酵素再生経路遺伝子をオペロン化した発現プラスミドの構築を完了した。また、殻蛋白質と、区画内への内包配列を付加した緑色蛍光蛋白質を共発現させることにより、組換え大腸菌内での蛍光焦点の形成を確認した。今後、組換え大腸菌における微小区画の殻構造の形成を、細胞内、並びに試験管内において確認する予定である。

核大肠杆菌经常用于合成生物学领域，该领域旨在产生有用的物质，因为它易于重组。但是，由于细胞内没有膜分离的细胞器，因此很难将生物分子划分，并且在许多情况下，由于中间体流入了内在途径中，无法获得足够的合成量，因此，通过异物，毒素和相关的辅助辅助，并在本质上消耗了单方面的途径，并在异源，毒品，疾病中的相关性，并保持了这种途径，并且能够实现这种途径，并且能够实现这种途径，并且能够实现与辅酶的相关性，并且能够实现与辅酶的相关性，并且能够实现互动的辅助性。酶。该研究主题旨在创建人工代谢反应室（代谢体），该反应使用细菌微型室形成蛋白质的壳面向二十面膜的壳结构，从而将整个代谢途径划分，包括整个代谢途径，包括共氮酶再生途径，在E. coli细胞中抑制了中间型中的生物元素，并抑制了中间源的反应。基于天然细菌微型室，我们将使用更通用的辅酶再生系统建立基本的微型企业，并优化靶向的生物合成物质的途径，这些途径是靶向副产品产生和生物合成酶脱氧的途径，并旨在建立分子设计基金会用于Artartotal artarspaborosomes。在2022年，我们完成了一种表达质粒的构建，该表达质粒在合成生物学领域的高度通用辅酶再生途径的壳质蛋白基因和表达质粒的基因。此外，通过将壳蛋白与绿色荧光蛋白共表达，并与添加到隔室中的封装序列相结合，确认了重组大肠杆菌中荧光焦点的形成。将来，将在细胞内和测试管中确认重组大肠杆菌中微校区的壳结构。