コリネ型細菌のエネルギー代謝変異株における生理的特徴の解析とその応用

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前年度においてCorynebacterium glutamicumのピルビン酸キナーゼ(PYK)欠失株が持つ生理特性について調べるため、2Lジャーファーメンターを用い、生育に適した培地条件で培養を行ったところ欠失株において菌体形成効率の上昇が観察された。この現象を詳細に調べていく過程で、PYK欠失株において菌体あたりの酸素消費速度が低下していることが見いだされた。そこでTCAサイクル中にあってNADHの再酸化を行っているリンゴ酸-キノン酸化還元酵素(MQO)の活性について調べたところ有意に低下していることが示唆された。このことからC. glutamicumにおける呼吸活性とMQOの酵素活性との間に正の相関があることが予想された。この結果は再現性よく示すことができたため、C. glutamicumのもつ生理特性であると考えられた。これまでMQOと呼吸活性との間に相関があることを示した例はなく、非常に興味深い知見といえる。前年度までにC. glutamicumのPYK欠失株、およびPYK欠失クエン酸シンターゼ(CS)活性低下二重変異株では野生株と比べてアスパラギン酸の生成量が増大するという現象を見いだしている。これを踏まえ、これらの株をアスパラギン酸を前駆体とするアミノ酸であるリジン生産に応用を試みた。リジン生産株の構築は、アスパラギン酸キナーゼのフィードバック阻害を解除する変異を導入することで実現できる。この方法は一般に広く用いられており、野生株とPYK欠失株、およびPYK欠失CS活性低下二重変異株にこの変異を導入した。これらの株のリジン生産量を評価するため、培養条件などの検討を行った。応用に向けたリジン生産についてはさらに実験を重ねる必要がある。