Creation of microbial cells as the innovative chassis for isoprenoid production

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02899
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Hemmi Hisashi 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (60302189)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 海野 英昭 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (10452872) ; 伊藤 智和 名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (90584970)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: メバロン酸経路 / イソプレノイド / 古細菌 / 大腸菌

Outline of Final Research Achievements

We introduced the archaeal mevalonate pathway, which is an energy-saving metabolic pathway that we have discovered recently, in Escherichia coli to apply it for fermentative production of useful isoprenoids and examined whether the cells can be used for more efficient material production. We also conducted enzymological analyses of novel enzymes related to the pathway and obtained a plenty of knowledge. For example, the oxygen sensitivity of some enzymes was important information concerning with the application of the pathway. In addition, we obtained some interesting knowledge on the activity regulation of an enzyme that is involved in a modified mevalonate pathway specific to a part of archaea.

Free Research Field

酵素化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

古細菌という生物群が広く有する古細菌型の変形メバロン酸経路は、一部異なる酵素によって構成される真核生物型のメバロン酸経路に比べて、生産される物質あたり消費するエネルギーが少なくて済む、低エネルギー消費型代謝経路である。この古細菌型経路を微生物による有用な物質生産に利用することで、以前よりも効率的な生産が可能になると期待される。本研究ではその可能性を検証し、酸素供給などの条件次第では予想通り古細菌型メバロン酸経路による効率的な物質生産が行えることを示した。