2017 Fiscal Year Annual Research Report
Cofactor supply for bacterial cell growth and polyhydroxyalkanoate synthesis concomitant with enzymatic oxidation of phosphite
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15K14689
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柘植 丈治 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (70332260)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 亜リン酸 / 補酵素 / ポリエステル合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本提案課題では、リンの酵素的酸化反応を利用して微生物細胞内での補酵素再生を強化し、バイオポリエステル合成の効率化および二酸化炭素の固定化を行うことを目的としている。これまでに、補酵素NADおよびNADPをリンの酸化反応を利用して再生するために、両補酵素に対して高い触媒活性を示す変異体酵素を作成し、インビトロ系においてその活性の評価を行った。結果、インビトロ系では正常に機能し、リンを酸化することでモノマーを合成する還元力が供給されることを確認した。次に、水素細菌内にNADPH再生サイクルを構築し、補酵素再生を強化することによる二酸化炭素の資化促進を試みた。しかしながら、リンの酸化は観察されるものの、期待したような二酸化炭素の資化促進効果を確認することができなかった。そこで最終年度（平成29年度）は、宿主を大腸菌に変え、補酵素再生強化により大腸菌の代謝にどのような影響が現れるのかを調べた。まず、大腸菌を宿主とした発現系を構築し、インビボ系でもNADおよびNADPが再生されることを確認した。次に、バイオポリエステル合成とリンクさせ、グルコースからのポリエステル収率が向上するかどうかを調べた。その結果、窒素源を欠乏させた培養条件において、3倍程度対糖収率が向上することを確認した。このことは、リンの酸化によって得られた還元力がバイオポリエステル合成に利用されたことを意味している。計画当初はリンの酸化によって得られた還元力を二酸化炭素固定とポリエステル合成に利用することが目的であったが、両目的の同時達成はできなかったものの、ポリエステル合成に利用する目的は達成することができた。
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