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乳酸球菌においてペントースから高収率でL-乳酸を生成する新規代謝機構の解明

Research Project

Project/Area Number 10760055
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 応用微生物学・応用生物化学
Research InstitutionKinki University (1999)
Kyushu University (1998)

Principal Investigator

田中 賢二  近畿大学, 九州理工学部, 講師 (20236582)

Project Period (FY) 1998 – 1999
Project Status Completed (Fiscal Year 1999)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 1999: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 1998: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords乳酸菌 / ペントース / キシロース / L-乳酸 / Lactococcus lactis / ホスホケトラーゼ / ホモ発酵 / 乳酸発酵 / 代謝機構 / metabolioc flux analysis / ポリ乳酸
Research Abstract

我々が分離した乳酸球菌Lactococcus lactis IO-1は,キシロースの資化能にたいへん優れており,その乳酸収率は従来知られたキシロース代謝経路すなわちphosphoketolase経路(PPK経路)では説明不可能な高い値を示す.そこで、このような高乳酸収率を可能とする新しい代謝経路の解明を試みみた.L.lactis IO-1の連続および回分培養試験を種々の条件下で実施し,キシロース濃度,希釈率,窒素源濃度,菌体の増殖時期などの環境要因の変化が物質収支に及ぼす影響について検討した.その結果、本菌では、高いキシロース濃度ではその乳酸収率がPPK経路によって得られる理論収率(1.0mol-lactate/mol-xylose)を大幅に越え、逆に低いキシロース濃度では乳酸収率が激減し、酢酸やエタノール、蟻酸の生成が増加することが明らかになった。このことは、本菌ではC_5化合物であるキシロースをC_3とC_2化合物へ分解することなく完全にC_3にのみ変換する代謝経路が存在し、高キシロース濃度ではこれ優先的に働いていることを示唆している。そこで、乳酸菌の糖代謝に関与する諸酵素の活性が培養環境によってどのように変化するかを調べたところ、やはり高いキシロース濃度ではphosphoketolase経路の活性が弱くなり、トランスアルドラーゼやトランスケートラーゼの活性が強くなることがわかった。これら2つの酵素はペントース燐酸経路のキー酵素であり、本菌では3モルのペントース(C_5)から5モルのピルビン酸(C_3)が合成されていることがほぼ立証された

Report

(2 results)
  • 1999 Annual Research Report
  • 1998 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

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All Publications (4 results)

  • [Publications] 石崎文彬(共著): "ポストペトロケミストリーとしてのLactate Industry I 実験するための高速高収率L乳酸発酵"化学工学論文集. 25巻・2号. 136-142 (1999)

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      1999 Annual Research Report
  • [Publications] Kenji Tanaka: "Investigation on the Utility of pineapple juice and the waste as low cost substrate for ethanol・・・"Journal of Bioscience & Bioengineering. 87巻5号. 642-646 (1999)

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  • [Publications] Kenji Tanaka: "Investigation on the utility of pineapple juice and the waste as low cost substrate for ethanol fermentation by Zymomonas mobilis" J.Ferment.Bioeng.印刷中. (1999)

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  • [Publications] 石崎文彬: "ポストペトロケミストリーとしてのLactate industryを実現するための高速高効率L-乳酸発酵." 化学工学論文集. 印刷中. (1999)

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      1998 Annual Research Report

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Published: 1998-04-01   Modified: 2016-04-21  

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