従属栄養条件下での炭酸固定機能を利用した微生物による有用物質生産の高効率化

微生物在异养条件下利用固碳功能高效生产有用物质

• 批准号: 14J11292
• 负责人: 清水 理恵
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014 至 2015
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J11292/
• 关键词: カルビンサイクル; 酸化的脱炭酸; CO_2固定; Ralstonia eutropha; ポリヒドロキシアルカン酸; 同位体標識メタボロミクス

微生物が菌体内に蓄積するポリヒドロキシアルカン酸(PHA)はバイオマスを原料とし、廃棄後は環境微生物により分解される環境調和型の生分解性バイオマスプラスチックである。本研究では代表的なPHA生産菌Ralstonia eutrophaを対象として、本菌が有するCO_2固定経路のカルビンサイクルについて従属栄養PHA生合成条件下での機能解明を目指した。本菌のグルコース資化改変株H16G株、カルビンサイクル機能欠失株(cbbLS破壊株)を対象として、[1-^<13>C_1]-グルコースを利用したメタボローム解析を実施した。解析の結果、Rubiscoの基質であるリブロース-1, 5-ビスリン酸の^<13>C標識はH16G株では時間経過に伴って^<13>C標識率が増加し、cbbLS破壊株では減少していた。これにより[1-^<13>C_1]-グルコース由来^<13>CO_2がカルビンサイクルによって再利用される代謝フラックスを示す強固な証拠を得た。エネルギー・還元力の収支から、増殖と連動しない条件ではグルコースに由来するCO_2の固定によりPHAの炭素収率は100%から120%に増加することが推測され、H16G株はcbbLS破壊株と比べて実際の炭素収率が増加していることを明らかにした。上記の結果から、好気的条件においても代謝経路中の脱炭酸反応によるCO_2をカルビンサイクルによって取り込み、物質生産への再利用により炭素収率の改善達成する手法とできることが期待された。そこでPHA生合成能を持つ大腸菌にR. eutropha由来のカルビンサイクル酵素遺伝子を導入し、物質生産での収率の向上を試みたところ、生産したPHAは1.2倍にまで増加することが示された。現在、大腸菌を用いたイソプロパノール生産およびコリネ菌を用いたグルタミン酸生産においても同様の遺伝子導入を施し、炭素収率の向上を目指した代謝改変を検討している。

Microorganisms accumulate microorganisms in the body of microorganisms, such as PHA, raw materials, environmental microorganisms, decomposition of the environment, and biodegradability. The PHA biogenic bacteria Ralstonia eutropha represented in this study can be understood by the machine under the condition of biosynthesis of PHA under the condition that the bacteria have the fixed route of CO_2. The bacterial strain H16G, strain H16G, strain H16 The results were analyzed, and the results were analyzed. The Rubisco-1, 5-lt;13>C tag recognized that the H16G strain passed the partner label ^ & the lt;13>C tag rate was increased, and the cbbLS broken strain had fewer copies. Thank you for your information. [1-^ & lt;13>C_1]-the cause of the problem is ^ & lt;13>CO_2. The reason is that you can use it to strengthen your performance. The reason is that the carbon content of CO_2 is 120% higher than that of H16G, and that of H16G cbbLS is higher than that of H16G. The results of the previous study show that the conditions are good and good. In the road of decarbonization, carbon dioxide, carbon, carbon, The biosynthesis energy of PHA can be controlled by R. eutropha. The reason for this is that the enzyme is introduced, the rate of enzyme production is up, and the PHA is 1.2 times higher than that of others. Now, the fungus is used to improve the quality of the bacteria, and the carbon content is up.

项目成果

カルビン回路の新機能：通性独立栄養細菌Ralstonia eutrophaにおける糖質由来脱炭酸炭素の固定とポリ(3-ヒドロキシブタン酸)生合成への再利用

卡尔文循环的新功能：固定来自碳水化合物的脱羧碳并再用于兼性自养细菌富养罗尔斯通氏菌的聚（3-羟基丁酸）生物合成

• 发表时间: 2015
• 作者: 清水理恵;傳寳雄大;中山泰宗;馬場健史;中村 聡;福崎英一郎;福居俊昭
• 通讯作者: 福居俊昭

通性独立栄養細菌Ralstonia eutrophaの従属栄養ポリヒドロキシアルカン酸生合成条件における炭酸固定代謝のメタボローム解析

兼性自养细菌真养罗尔斯通氏菌异养聚羟基脂肪酸生物合成条件下固碳代谢的代谢组学分析

• 发表时间: 2014
• 作者: 許インイン;樺島祥介;Iwashima,Fumi;重松恭平，森本祥平，鈴木雅人，山根啓作，森田隆二，戸田泰則;清水理恵;岩島史;西坂拓馬，重松恭平，由利洋樹，山根啓作，森田隆二，淡路祥成，戸田泰則;由利洋樹，重松恭平，西坂拓馬，山根啓作，森田隆二，淡路祥成，戸田泰則;清水理恵
• 通讯作者: 清水理恵