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2020 Fiscal Year Annual Research Report

糖の使い分けによる高収率物質生産微生物の構築

Research Project

Project/Area Number 19H02526
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

田中 勉  神戸大学, 工学研究科, 准教授 (90436551)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywordsバイオリファイナリー / 代謝工学
Outline of Annual Research Achievements

本研究では増殖と生産を独立して制御可能な微生物を構築し炭素収率を向上させることを目指す。本年度は、Dahms pathwayと並行してWeimberg Pathwayの導入も行った。Dahms pathwayは解糖系を通らずにピルビン酸およびグリオキシル酸を生産し微生物を増殖させることができる。Weimberg Pathwayは2-ケトグルタル酸を生産し、同様に増殖させることができる。これらの菌株の構築およびその特性を解析した。昨年度と同様、経路を遮断していくにつれ微生物の増殖が低くなることが予想されたが、予想と反していくつかの菌株においては増殖が向上するものも見られた。代謝経路の遮断により他の経路の活性がが行われたと思われる。一方で、増殖が進むにつれてキシロン酸の蓄積が見られた。このキシロン酸はpH低下等により培養にダメージを与えるため、経路全体を通して増殖を最適化することが重要であることが示唆された。これらの株において、キシロース資化経路および炭素源にグルコースおよびキシロースの両方が存在する時にのみ増殖を示したことから、目的どおりの菌株を構築することに成功した。この株を用いてジオール生産を行ったところ、収率を向上させることに成功した。特に、これまで嫌気条件が必要であった化合物に対して、本技術を用いることで好気条件においても物質生産が可能であることを示した。今後はこの菌株を用いて他の物質生産も進めていくとともに、全体の最適化を行う予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

目的となる菌株を構築し、また物質生産にも成功していることから概ね順調に進んでいるといえる。

Strategy for Future Research Activity

問題点がクリアになってきており、それらの解決とともに物質生産を行い、収率が向上できることを示していく。

  • Research Products

    (4 results)

All 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Metabolic engineering of 1,2-propanediol production from cellobiose using beta-glucosidase-expressing E. coli2021

    • Author(s)
      Nonaka Daisuke、Fujiwara Ryosuke、Hirata Yuuki、Tanaka Tsutomu、Kondo Akihiko
    • Journal Title

      Bioresource Technology

      Volume: 329 Pages: 124858~124858

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2021.124858

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Metabolic Engineering of Shikimic Acid-Producing Corynebacterium glutamicum From Glucose and Cellobiose Retaining Its Phosphotransferase System Function and Pyruvate Kinase Activities2020

    • Author(s)
      Sato Naoki、Kishida Mayumi、Nakano Mariko、Hirata Yuuki、Tanaka Tsutomu
    • Journal Title

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      Volume: 8 Pages: 569406

    • DOI

      10.3389/fbioe.2020.569406

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Metabolic engineering ofE. colifor improving mevalonate production to promote NADPH regeneration and enhance acetyl‐CoA supply2020

    • Author(s)
      Satowa Daichi、Fujiwara Ryosuke、Uchio Shogo、Nakano Mariko、Otomo Chisako、Hirata Yuuki、Matsumoto Takuya、Noda Shuhei、Tanaka Tsutomu、Kondo Akihiko
    • Journal Title

      Biotechnology and Bioengineering

      Volume: 117 Pages: 2153~2164

    • DOI

      10.1002/bit.27350

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 大腸菌の代謝改変による1,2-プロパンジオール生産技術の開発2020

    • Author(s)
      野中 大輔・藤原 良介・ 田中 勉・ 近藤 昭彦
    • Organizer
      化学工学会第86年会

URL: 

Published: 2021-12-27  

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