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Engineering of Corynebacterium glutamicum for production of medium-chain fatty acids

Research Project

Project/Area Number 18K05409
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38020:Applied microbiology-related
Research InstitutionShinshu 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) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsコリネバクテリウム グルタミカム / 中鎖脂肪酸 / 脂肪酸合成酵素 / BioI / リポ酸合成経路 / チオエステラーゼ / アシル-CoA チオエステラーゼ / 応用微生物 / 発酵 / 代謝工学
Outline of Final Research Achievements

We attempted to engineer long-chain fatty acid-producing Corynebacterium glutamicum to produce medium-chain fatty acids. Our findings include:
(1) Introduction of a specific mutation in the ketoacyl synthase domain of the fasA gene into the long-chain fatty acid producer resulted in generation of a significant amount of medium-chain fatty acids (C8~12) in exchange for reduced production of long-chain fatty acids. (2) Expression of the bioI gene of Bacillus subtilis in the long-chain fatty acid producer resulted in generation of nonanoic acid (C9), albeit in a small amount. (3) The lipoic acid precursor octanyl-CoA (C8) originates predominantly from the FasB route, but slightly from another bypass route, which is likely to be the FasA route.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

中鎖脂肪酸(C8~12)は、母乳に含まれ、近年、長鎖型とは異なる生理作用があることがわかってきた。最近では、アルツハイマー病など認知障害の改善効果が相次いで報告されている。加えて、工業用としても、洗剤や乳化剤、殺菌剤等、中鎖型に特有の用途がある。しかし、これらの供給は、一部の植物や藻類のもつ油脂に依存しており、潜在需要の拡大に伴い、高い生産性と安定した量産化が課題となっている。この状況に鑑み、我々は、独自に開発したコリネ菌の長鎖脂肪酸生産菌を用いて、長鎖に向かう炭素を中鎖の段階で生成させるための諸検討を行った。その成果として、本研究は、中鎖生産の可能性を示す3つの戦略を提供するものである。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A Futile Metabolic Cycle of Fatty Acyl Coenzyme A (Acyl-CoA) Hydrolysis and Resynthesis in Corynebacterium glutamicum and Its Disruption Leading to Fatty Acid Production2021

    • Author(s)
      Ikeda M, Takahashi K, Ohtake T, Imoto R, Kawakami H, Hayashi M, Takeno S
    • Journal Title

      Appl Environ Microbiol

      Volume: 87 Issue: 4 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1128/aem.02469-20

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The accD3 gene for mycolic acid biosynthesis as a target for improving fatty acid production by fatty acid-producing Corynebacterium glutamicum strains.2018

    • Author(s)
      Takeno S, Murata N, Kura M, Takasaki M, Hayashi M, Ikeda M
    • Journal Title

      Appl Microbiol Biotechnol

      Volume: 102 Issue: 24 Pages: 10603-10612

    • DOI

      10.1007/s00253-018-9395-5

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] コリネ型細菌の脂肪酸代謝に見出した基質回路(Futile cycle)の検証と意義2021

    • Author(s)
      大竹辰徳、高橋敬祐、井元瞭介、竹野誠記、池田正人
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] コリネ型細菌によるパルミトレイン酸の生産(第三報)2021

    • Author(s)
      北村嘉子、竹野誠記、池田正人
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] コリネ型細菌によるデチオビオチンの生産2021

    • Author(s)
      原志門、竹野誠記、池田正人
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] コリネ型細菌によるパルミトレイン酸の生産(第一報)2020

    • Author(s)
      北村嘉子、大竹辰徳、林 幹朗、竹野誠記、池田正人
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] コリネ型細菌によるパルミトレイン酸の生産(第二報)2020

    • Author(s)
      北村嘉子、大竹辰徳、林 幹朗、竹野誠記、池田正人
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] コリネ型細菌内での枯草菌BioI 酵素の基質解析2019

    • Author(s)
      竹野誠記、中村絵梨、大竹辰徳、梅澤公二、林 幹朗、池田正人
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] コリネ型細菌によるパルミチン酸単独発酵2019

    • Author(s)
      青木邦祥、村田紀子、林 幹朗、竹野誠記、池田正人
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] コリネ型細菌における脂肪酸の新たな生成機構2019

    • Author(s)
      高橋敬祐、大竹辰徳、井元瞭介、林 幹朗、竹野誠記、池田正人
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Book] Microbiology monographs 23, Corynebacterium glutamicum2020

    • Author(s)
      Ikeda Masato、Takeno Seiki
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9783030392666
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究者総覧 池田正人

    • URL

      http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.uhLNPUkh.html

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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