細胞表層提示技術を用いたコリネ菌によるバイオナイロン生産プロセスの開発

本研究では、バイオリファイナリー実現に向け、Corynebacterium glutamicum(コリネ菌)における細胞表層提示技術の開発及びそれを用いたバイオナイロン生産プロセスの開発を行った。まず、コリネ菌が有する細胞表層に局在するタンパク質をアンカータンパク質とした、コリネ菌における新規細胞表層提示技術の開発を行った。細胞壁に局在する種々のPorin(PorB,PorC,PorH)をアンカータンパク質として用い、Streptococcus bovis 148株由来のα-アミラーゼ(AmyA)をPorinのC末端に融合させ、免疫抗体染色によるAmyA表層発現の確認を行った。その結果、AmyAの細胞表層への局在が確認された。また、Porinを用いてAmyAを細胞表層に提示した菌体を培養し、その培養上清及び菌体を用いてそれぞれのAmyA活性の測定を行った。その結果、AmyA活性は上清からは検出されず、菌体からのみAmyA活性が検出された。これらのことから、PorB,PorC,PorHをアンカータンパク質として用いることで、目的タンパク質を強固に細胞表層に固定化することが可能なコリネ菌における新規細胞表層提示技術の開発に成功した。この技術は、セルラーゼといったセルロース糖化酵素の固定化など、コリネ菌を用いたバイオ変換プロセスにおいて非常に有用なツールとして期待される。次に、コリネ菌を用いたナイロンの原料として利用可能なγ-アミノ酪酸(GABA)の生産を目指した。Lactobacillus brevis IFO12005からグルタミン酸をGABAに変換するグルタミン酸脱炭酸酵素(GadB)のクローニングを行った。今後、このgadB遺伝子をグルタミン酸発酵菌であるコリネ菌に導入することで効率的なGABA生産が期待される。

本研究では、バイオリファイナリー実現に向け、Corynebacterium glutamicum(コリネ菌)における細胞表層提示技術の開発及びそれを用いたバイオナイロン生産プロセスの開発を行った。まず、コリネ菌が有する細胞表層に局在するタンパク質をアンカータンパク質とした、コリネ菌における新規細胞表層提示技術の開発を行った。細胞壁に局在する種々のPorin(PorB,PorC,PorH)をアンカータンパク質として用い、Streptococcus bovis 148株由来のα-アミラーゼ(AmyA)をPorinのC末端に融合させ、免疫抗体染色によるAmyA表層発現の確認を行った。その結果、AmyAの細胞表層への局在が確認された。また、Porinを用いてAmyAを細胞表層に提示した菌体を培養し、その培養上清及び菌体を用いてそれぞれのAmyA活性の測定を行った。その結果、AmyA活性は上清からは検出されず、菌体からのみAmyA活性が検出された。これらのことから、PorB,PorC,PorHをアンカータンパク質として用いることで、目的タンパク質を強固に細胞表層に固定化することが可能なコリネ菌における新規細胞表層提示技術の開発に成功した。この技術は、セルラーゼといったセルロース糖化酵素の固定化など、コリネ菌を用いたバイオ変換プロセスにおいて非常に有用なツールとして期待される。次に、コリネ菌を用いたナイロンの原料として利用可能なγ-アミノ酪酸(GABA)の生産を目指した。Lactobacillus brevis IFO12005からグルタミン酸をGABAに変換するグルタミン酸脱炭酸酵素(GadB)のクローニングを行った。今後、このgadB遺伝子をグルタミン酸発酵菌であるコリネ菌に導入することで効率的なGABA生産が期待される。