Development of platform technologies to produce fatty acids and biotin by coryneform bacteria

• Project/Area Number: 15K07356
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: IKEDA Masato 信州大学, 学術研究院農学系, 教授 (00377649)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹野 誠記 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (30422702)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2015: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: コリネバクテリウム グルタミカム / ビオチン / ピメリン酸 / 脂肪酸 / コリネバクテリウム グルタミクカム / BioI

Outline of Final Research Achievements

We engineered naturally biotin-auxotrophic Corynebacterium glutamicum into a biotin prototroph through the heterologous expression of the Escherichia coli bioF gene and the Bacillus subtilis bioI gene. We used the engineered strain to show that carbon flow down the fatty acid-biosynthetic pathway was crucial for biotin biosynthesis. Furthermore, we demonstrated that augmented fatty acid biosynthesis was also reflected on pimelic acid production when carbon flow was blocked at the BioF reaction. These results indicate that the biotin precursor pimeloyl-CoA originates from the fatty acid-biosynthetic pathway in vivo in the engineered biotin-prototrophic C. glutamicum strain.

Research Products

• [Journal Article] In vivo roles of fatty acid-biosynthetic enzymes in biosynthesis of biotin and α-lipoic acid in Corynebacterium glutamicum. (2017)
  • Author(s): Ikeda M, Nagashima T, Nakamura E, Kato R, Ohshita M, Hayashi M, Takeno S
  • Journal Title: Appl Environ Microbiol Volume: 83 Issue: 19 Pages: 1-15
  • DOI: 10.1128/aem.01322-17
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] L-Lysine production independent of the oxidative pentose phosphate pathway by Corynebacterium glutamicum with the Streptococcus mutans gapN gene. (2016)
  • Author(s): Takeno S, Hori K, Ohtani S, Mimura A, Mitsuhashi S, Ikeda M
  • Journal Title: Metab Eng Volume: 37 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1016/j.ymben.2016.03.007
  • NAID: 120007101242
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] コリネ型細菌による脂肪酸生産 ― アミノ酸生産菌で脂肪酸やビオチンをつくれるか？ (2015)
  • Author(s): 池田正人
  • Journal Title: 化学と生物 Volume: 53 Pages: 659-662
  • NAID: 130005416118
• [Presentation] ビオチン要求性細菌における脂肪酸からビオチンへの代謝変換 (2018)
  • Author(s): 池田 正人
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会（名城大学）
  • Invited
• [Presentation] コリネ型細菌における長鎖脂肪酸アシルCoAの脱CoA化酵素の特定 (2018)
  • Author(s): 井元 瞭介、川上 春佳、加藤 崚介、林 幹朗、竹野 誠記、池田 正人
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会（名城大学）
• [Presentation] コリネ型細菌における長鎖脂肪酸CoA化酵素の特定 (2018)
  • Author(s): 高橋 敬祐、井元 瞭介、川上 春佳、加藤 崚介、林 幹朗、竹野 誠記、池田 正人
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会（名城大学）
• [Presentation] コリネ型細菌における第二の潜在的なデチオビオチン輸送体の探索 (2018)
  • Author(s): 東 佳菜子、中村 絵梨、村田 紀子、堀 一将、林 幹朗、竹野 誠記、池田 正人
  • Organizer: 日本農芸化学会2018年度大会（名城大学）
• [Presentation] 還元力高産生コリネ型細菌によるペントース-リン酸経路非依存バリン発酵 (2017)
  • Author(s): 堀 一将、田中 利果、林 幹朗、竹野 誠記、池田 正人
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学（京都府京都市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] コリネ型細菌における新規脂肪酸増産変異 (2017)
  • Author(s): 村田 紀子、内藏 萌、林 幹朗、竹野 誠記、池田 正人
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学（京都府京都市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] ピメリン酸バイオアッセイ用に開発した指示菌BioF-4株の特性解析 (2017)
  • Author(s): 川上 春佳、加藤 崚介、林 幹朗、竹野 誠記、池田 正人
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学（京都府京都市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] コリネ型細菌の持つ2種のI型脂肪酸合成酵素のリポ酸合成への関与 (2017)
  • Author(s): 中村 絵梨、長島 尭、林 幹朗、竹野 誠記、池田 正人
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学（京都府京都市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] 脂肪酸合成経路に着目したビオチン生産菌の分子育種 (2016)
  • Author(s): 長島 尭、大下政一、三橋 敏、竹野誠記、池田正人
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] ピメリン酸バイオアッセイ系の開発 (2016)
  • Author(s): 川上春佳、加藤峻介、三橋 敏、竹野誠記、池田正人
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] コリネ菌におけるピメリン酸分泌株の取得 (2016)
  • Author(s): 加藤峻介、川上春佳、三橋 敏、竹野誠記、池田正人
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Book] Adv Biochem Eng Biotechnol (Series Volume 159) (2017)
  • Author(s): Masato Ikeda
  • Publisher: Springer Japan
  • ISBN: 9784431565185
• [Remarks] 研究者総覧 池田正人
  • URL: http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.uhLNPUkh.html?lng=ja&id=uhLNPUkh