In vitro代謝工学によるC1化合物からの芳香族化合物および化成品原料の合成

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研究代表者は、好熱菌由来の耐熱性酵素を組み合わせることで、芳香族化合物であるプロトカテク酸やカテコール、そして合成高分子化合物の原料となるcis, cis-ムコン酸をメタノールのみを原料として効率よく合成する方法の開発を目的としている。本年度は、経路の構築に必要な耐熱性酵素を発現する大腸菌株の作成を進めていった。解糖系およびペントースリン酸回路にかかわる遺伝子に関しては、予定通りThermus遺伝子発現ライブラリーから取得し、菌株を作成し終えた。メタノール同化反応に必要となるHps、およびphiの遺伝子に関しては、複数の好熱菌由来のものをスクリーニングし、目的タンパク質を可溶発現可能な菌株の取得に成功した。メタノールデヒドロゲナーゼについては、Thermusの持つ複数のデヒドロゲナーゼからスクリーニングを行い、活性のあるものを取得することができた。一方でE4PとPEPから3-DHQを合成するシキミ酸合成経路では、Thermus遺伝子発現ライブラリーから取得した遺伝子の一部が機能しないため、他の好熱菌由来のものを再スクリーニングする必要性が生じている。3-DHSをプロトカテク酸に変換する酵素に関しては、スクリーニングの結果、活性を有するものが取得できた。プロトカテク酸からカテコールへの変換を触媒する酵素については、プロトカテク酸を基質とするカルボキシラーゼが取得できているものの、カテコール以外の物質が生産されており、その原因究明が必要となっている。カテコールをcis, cis-ムコン酸に変換する酵素については、可溶性発現が可能な菌株の作成ができていない。代謝シミュレーターについては、採用するモデリング方法の決定を行い、モデルを構築中である。