2017 Fiscal Year Research-status Report
合成代謝経路の構築による “非天然型” 短鎖脂肪酸生産技術の開発
| Project/Area Number |
16K18677
|
|---|
| Research Institution | Yamaguchi University |
|---|
Principal Investigator |
片岡 尚也 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (50713509)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | グリセロール / 3-ヒドロキシプロピオン酸 / 3,5-ジヒドロキシペンタン酸 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では, 大腸菌を宿主に, 合成代謝経路を構築するとともに宿主の代謝系や培養条件を最適化することで, 再生可能資源であるグルコース及びグリセロール混合物からの“非天然”短鎖脂肪酸である3,5-ジヒドロキシペンタン酸の効率的生産技術を開発することを最終目的としている。
本年度は, 昨年度に得られた結果を受けて, まず, 構築した合成代謝経路でグルコース及び3-ヒドロキシプロピオン酸混合物から目的化合物である3,5-ジヒドロキシペンタン酸が生産可能であるかを検討した。発酵後, 産物をHPLCにて分析したが, 新たなピークは確認できなかった。そこで, 外的に3-ヒドロキシプロピオン酸を添加する方法ではなく, 細胞内でグリセロールを変換し3-ヒドロキシプロピオン酸を供給する, 設計通りの経路の構築に取り組んだ。pct, bktB, phaBに加え, グリセロールの3-ヒドロキシプロピオン酸への変換を触媒する酵素及びその活性化タンパク質, アルデヒド脱水素酵素遺伝子dhaB123, gdrAB, aldHをKlebsiella pneumoniaeから調達し, 大腸菌内で発現させた。また同時に, 新規合成代謝経路を設計し検討した。本経路では, dhaB123によりグリセロールは3-ヒドロキシアルデヒドに変換され, その後, K. pneumoniae由来pduPにより直接CoA体へと誘導化されるよう設計されている。これら遺伝子を発現させた大腸菌を用いてグルコース及びグリセロール混合物を原料に発酵させ, その産物をHPLCにて分析したところ, 新たなピークの出現が確認された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は, 3-ヒドロキシプロピオン酸とグルコース混合物から3,5-ジヒドロキシペンタン酸を生産しうる菌株の造成を目標に設定していた。しかし, 現段階で生産を確認することができていないため, やや遅れている, と判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
まず, HPLC分析により新たに出現したピークが, 3,5-ジヒドロキシペンタン酸であるかを確認する。その後, 生産されていた場合には, 副産物生成に関わる遺伝子の欠損や, 培養条件の最適化を行っていく。生産が確認されなかった場合には, 律速段階と考えられる酵素遺伝子の高性能化やスクリーニングを行うことで, 3,5-ジヒドロキシペンタン酸合成代謝経路の構築に取り組む。
|
| Causes of Carryover |
今年度は, 目的物質の外注での合成を予定していた。しかし, 計画していた通りに研究を遂行できず, 未だ発注に至っていない。研究実績の概要で述べたように, 目的物質である可能性のあるピークがHPLCで検出されたことから, 来年度は, この発注を行うことを予定している。
|
