2016 Fiscal Year Research-status Report
新規ペントース代謝酵素の解析及び基質特異性の改良とペントース発酵組換え酵母の作製
| Project/Area Number |
16K07673
|
|---|
| Research Institution | Toyama Prefectural University |
|---|
Principal Investigator |
米田 英伸 富山県立大学, 工学部, 准教授 (50285160)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | ペントース / アルコール発酵 / 組換え酵母 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
石油代替燃料として食料と競合しないセルロース系バイオマスからのバイオエタノール生産方法を開発するため、新規なペントース代謝酵素を探索し、その酵素遺伝子を酵母に導入することで、D-キシロースやL-アラビノース両方からエタノールを生産できる組換え酵母を開発することを目的として研究を行った。まず東南アジアでアルコール飲料製造に用いられているスターターから単離した酵母由来のペントース代謝酵素であるキシリトール脱水素酵素の酵素化学的諸性質を明らかにするとともに、酵素遺伝子のクローニング及び異種宿主発現系の構築を行った。本酵素はキシリトール脱水素酵素活性に加えてL-アラビノース代謝に関わるL-アラビトール脱水素酵素活性をも有する新奇な酵素である。本酵素遺伝子と研究代表者が既に取得しているMucor circinelloidesやRhizomucor pusillusなどの糸状菌由来のペントース代謝酵素4種の遺伝子をSaccharomyces cerevisieに導入した形質転換株を作製し、ペントースの資化性やペントースからのエタノールの生産性を評価した。また、タイの共同研究者とともに収集したタイ由来のアルコール発酵スターターの微生物叢を次世代シーケンサー等を用いて解析し、いずれのスターターにも乳酸菌をはじめとした細菌類やRhizopusやMucor等のアルコール発酵性糸状菌が広く分布していることを明らかにした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ペントース代謝に必要な代謝酵素をすべてそろえることができ、それらの酵素遺伝子を導入した組換え酵母株の作製に成功し、そのペントース資化性やエタノール生産性を評価することができた。また、新たな酵素探索源としてタイで収集したアルコール発酵スターターの微生物叢を解析することができた。いずれも当初の計画通りにおおむね順調に進展している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
H28年度に作製した組換え酵母株に加えて、別の発現プラスミドを用いて新たに組換え酵母を作製するとともに、培養条件等を検討し、ペントースからのエタノール生産性の向上を目指す。
|
