• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

わずかひと振りで目的化合物の生産性を向上させる代謝スパイスの開発

Research Project

Project/Area Number 23K23148
Project/Area Number (Other) 22H01880 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

田中 勉  神戸大学, 工学研究科, 准教授 (90436551)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Keywords代謝工学 / バイオリファリナリー / バイオ生産
Outline of Research at the Start

本研究では、外から培養液にほんの少し加えるだけで、目的生産物の収率と生産量を大幅に向上させる革新的な技術である代謝スパイスを開発する。これまでの研究で、微生物の菌体表層でグルコース6リン酸(G6P)をキャプチャーすると、シキミ酸経路が強化され様々な芳香族化合物の生産量を増加させる全く新しい知見を見出した。本研究ではこれを応用し、わずかな量の代謝スパイス化合物を培地に加えることで、天然素材であるアミノ酸や香料の生産量を向上させる。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度に引き続き、微生物の菌体表層にG6Pと親和性のあるタンパク質を発現させ、G6Pをキャプチャーさせることで菌体内の代謝が代わりシキミ酸経路が強化される現象に着目し、前年度構築した評価基盤をもとにその機構解明を進めた。これまでに得られた糖取り込み後の代謝物のいずれかが重要な役割を担っていること、および下流経路に存在するであろう別の代謝中間体が、代謝を変化させる働きをしていることの2点に着目し、PEPやピルビン酸、アセチルCoA周辺の代謝経路の破壊株を構築して評価を行った。予想された生育や生産量とはいくつか異なるデータが得られた。また、代謝経路だけでなく、導入したプラスミド及び発現遺伝子による影響も大きくなることがわかった。これより、培養条件及びエフェクタータンパク質の関与が重要であるとともに、フラックスの再配置が行われている可能性が示唆された。これらを引き起こす要因として、遺伝子発現の変動なのか、もしくは代謝物の影響なのかについて検討を行った。それぞれのコピー数が異なるプラスミドを用いて転写量を解析したところ、複製起点ではなく発現遺伝子の寄与が大きいことがわかった。この発現量の差を引き起こす主要因については現在検討を進めている。また、ジャー培養等の培養スケールによっても挙動が変動することが明らかになり、こちらは糖濃度の影響が大きく寄与している可能性が示唆された。これらの新しい因子の探索は次年度以降引きづつき進める。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度に引き続き新しいメカニズムについて可能性を見出すことができた点から、おおむね順調に進展していると判断できる。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、メカニズムの検討およびその知見をベースにした小分子について仮説をたててその検証を進めるとともに、新しい代謝工学技術としての基盤を確立する。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (36 results)

All 2023 2022

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (30 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Triacetic acid lactone production using 2-pyrone synthase expressing Yarrowia lipolytica via targeted gene deletion2023

    • Author(s)
      Matsuoka Yuta、Fujie Naofumi、Nakano Mariko、Koshiba Ayumi、Kondo Akihiko、Tanaka Tsutomu
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 136 Issue: 4 Pages: 320-326

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2023.07.006

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] p-Nitrobenzoate production from glucose by utilizing p-aminobenzoate N-oxygenase: AurF2023

    • Author(s)
      Mori Ayana、Hirata Yuuki、Kishida Mayumi、Mori Yutaro、Kondo Akihiko、Noda Shuhei、Tanaka Tsutomu
    • Journal Title

      Enzyme and Microbial Technology

      Volume: 171 Pages: 110321-110321

    • DOI

      10.1016/j.enzmictec.2023.110321

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydroxybenzoic Acid Production Using Metabolically Engineered Corynebacterium glutamicum2023

    • Author(s)
      Doke Misa、Kishida Mayumi、Hirata Yuuki、Nakano Mariko、Horita Mayo、Nonaka Daisuke、Mori Yutaro、Fujiwara Ryosuke、Kondo Akihiko、Noda Shuhei、Tanaka Tsutomu
    • Journal Title

      Synthetic Biology and Engineering

      Volume: 1 Issue: 2 Pages: 1-9

    • DOI

      10.35534/sbe.2023.10010

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Caffeic acid production from glucose using metabolically engineered Escherichia coli2023

    • Author(s)
      Sakae Kosuke、Nonaka Daisuke、Kishida Mayumi、Hirata Yuuki、Fujiwara Ryosuke、Kondo Akihiko、Noda Shuhei、Tanaka Tsutomu
    • Journal Title

      Enzyme and Microbial Technology

      Volume: 164 Pages: 110193-110193

    • DOI

      10.1016/j.enzmictec.2023.110193

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Metabolic engineering of Schizosaccharomyces pombe for itaconic acid production2022

    • Author(s)
      Fujie Naofumi、Ito Miki、Kishida Mayumi、Hirata Yuuki、Kondo Akihiko、Tanaka Tsutomu
    • Journal Title

      Journal of Biotechnology

      Volume: 358 Pages: 111-117

    • DOI

      10.1016/j.jbiotec.2022.09.006

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] G6P-capturing molecules in the periplasm of Escherichia coli accelerate the shikimate pathway2022

    • Author(s)
      Fujiwara, R., Nakano, M., Hirata, Y., Otomo, C., Nonaka, D., Kawada, S., Nakazawa, H., Umetsu, M., Shirai, T., Noda, S.*, Tanaka, T.*, Kondo, A.
    • Journal Title

      Metabolic Engineering

      Volume: 72 Pages: 68-81

    • DOI

      10.1016/j.ymben.2022.03.002

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 油性酵母を用いた酢酸エステル生産技術の開発2023

    • Author(s)
      小柴歩実、田中勉
    • Organizer
      酵素工学研究会 第90回講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Ⅲ型ポリケチド合成酵素 PhlD によるフロログルシノール生産2023

    • Author(s)
      堀田真代、田中勉
    • Organizer
      酵素工学研究会 第90回講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 非天然ニトロ化合物生産に向けたN-オキシゲナーゼの活用2023

    • Author(s)
      森 彩菜、田中勉
    • Organizer
      酵素工学研究会 第90回講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 分裂酵母を用いたアントラニル酸メチル生産技術の開発2023

    • Author(s)
      松本知歩、田中勉
    • Organizer
      酵素工学研究会 第90回講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 代謝経路を分断した大腸菌による物質生産技術の開発2023

    • Author(s)
      野中大輔、田中勉
    • Organizer
      酵素工学研究会 第90回講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 油性酵母を用いた酢酸エステル生産技術の開発2023

    • Author(s)
      小柴歩実、田中勉
    • Organizer
      化学工学会第54回秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 分裂酵母を用いたアントラニル酸メチル生産技術の開発2023

    • Author(s)
      松本知歩、田中勉
    • Organizer
      化学工学会第54回秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] コリネ菌を用いたフロログルシノール生産技術の開発2023

    • Author(s)
      堀田真代、田中勉
    • Organizer
      化学工学会第54回秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] N-オキシゲナーゼを活用した大腸菌による非天然ニトロ芳香族化合物の生産2023

    • Author(s)
      森 彩菜、田中勉
    • Organizer
      化学工学会第54回秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌の代謝経路の分断による有用化合物生産技術の開発2023

    • Author(s)
      野中大輔、田中勉
    • Organizer
      化学工学会第54回秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 有用化学物質の高収率生産に向けた代謝経路の分断2023

    • Author(s)
      野中大介; 藤原良介; 近藤昭彦; 田中勉
    • Organizer
      化学工学会第88年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] N-オキシゲナーゼAurFを利用した大腸菌によるニトロ芳香族化合物の生産2023

    • Author(s)
      森彩菜; 近藤昭彦; 田中勉
    • Organizer
      化学工学会第88年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] N-オキシゲナーゼ AurF を用いた大腸菌による4-ニトロ安息香酸の生産2022

    • Author(s)
      森彩菜; 近藤昭彦; 田中勉
    • Organizer
      酵素工学研究会 第87回講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 炭素源の有効利用を指向した目的別代謝改変技術の開発2022

    • Author(s)
      野中大輔; 藤原良介; 近藤昭彦; 田中勉
    • Organizer
      酵素工学研究会 第87回講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 分裂酵母を用いたアントラニル酸メチル生産技術の開発2022

    • Author(s)
      松本知歩; 川村 和佳菜; 近藤 昭彦; 田中 勉
    • Organizer
      酵素工学研究会 第87回講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 分裂酵母を用いたバニリン生産に適したO-メチルトランスフェラーゼと芳香族カルボン酸レダクターゼの作製と評価2022

    • Author(s)
      川村和佳菜; 近藤昭彦; 田中勉
    • Organizer
      酵素工学研究会 第87回講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] コリスミ酸からの様々な脱ピルビン酸反応に適したコリネ菌株の代謝設計2022

    • Author(s)
      道家美紗; 近藤昭彦; 田中勉
    • Organizer
      酵素工学研究会 第87回講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 代謝経路を切り分けることによる高収率生産技術の開発2022

    • Author(s)
      野中大輔; 藤原良介; 近藤昭彦; 田中勉
    • Organizer
      化学工学会第53回秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 遺伝子組み換え分裂酵母を用いたバニリン生産技術の向上2022

    • Author(s)
      川村和佳菜; 近藤昭彦; 田中勉
    • Organizer
      化学工学会第53回秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] コリネ菌を用いた4-ヒドロキシ安息香酸生産技術の開発2022

    • Author(s)
      道家美紗; 近藤昭彦; 田中勉
    • Organizer
      化学工学会第53回秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌の代謝改変による4-ニトロ安息香酸の生産2022

    • Author(s)
      森彩菜; 近藤昭彦; 田中勉
    • Organizer
      化学工学会第53回秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Efficient sugar utilization strategy for high-yield chemical production in engineered E.coli2022

    • Author(s)
      野中大輔; 藤原良介; 近藤昭彦; 田中勉
    • Organizer
      Active Enzyme Molecule 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 4-Nitrobenzoate Production with N-oxygenase AurF by Engineered Escherichia coli2022

    • Author(s)
      森彩菜; 近藤昭彦; 田中勉
    • Organizer
      Active Enzyme Molecule 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コリネ菌を用いたスチレン生産技術の開発2022

    • Author(s)
      岡田海斗; 近藤 昭彦; 田中 勉
    • Organizer
      第74回日本生物工学会100周年記念大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 油性酵母を用いた三酢酸ラクトン生産技術の開発2022

    • Author(s)
      松岡宥汰; 近藤 昭彦; 田中 勉
    • Organizer
      第74回日本生物工学会100周年記念大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] コリネ菌を用いたグルコースからのフロログルシノール生産技術の開発2022

    • Author(s)
      堀田真代; 道家 美紗; 近藤 昭彦; 田中 勉
    • Organizer
      第74回日本生物工学会100周年記念大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 油性酵母を用いたグルコースからの エステル生産技術の向上2022

    • Author(s)
      小柴歩実; 松岡 宥汰; 近藤 昭彦; 田中 勉
    • Organizer
      第74回日本生物工学会100周年記念大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Metabolic engineering for novel pathways and chemicals2022

    • Author(s)
      Tsutomu Tanaka
    • Organizer
      27th Symposium of YABEC YABEC2O22
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 4-Nitrobenzoate Production with N-oxygenase AurF by Escherichia coli2022

    • Author(s)
      Ayana Mori
    • Organizer
      27th Symposium of YABEC YABEC2O22
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Separating metabolic pathways for efficient valuable chemical productions in Escherichia coli2022

    • Author(s)
      Daisuke Nonaka
    • Organizer
      27th Symposium of YABEC YABEC2O22
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi