2013 Fiscal Year Annual Research Report
酵素および生物機能高度化によるバイオエタノール高効率生産酵母の開発
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23603003
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小瀧 努 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (70170264)
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| Keywords | バイオエタノール / 酵母 / キシロース / タンパク質工学 |
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| Research Abstract |
高効率なキシロースからのエタノール生産を目的として、タンパク質工学的手法によりキシロース代謝関連酵素の補酵素要求性を変換した酵素の作成に成功している。すでに行った一連の研究結果により、補酵素としては、NAD+/NADH系よりNADP+/NADPH系を用いる方がエタノール生産効率の効率化が達成できることが示唆されているので、キー酵素ですあるキシロースレダクターセ(XR)およびキシリトール脱水素酵素(XDH)について、部位特異的変異を導入し、完全にNADPHあるいはNADP+依存型となった変異酵素の構築を行った。これらのNADPH完全依存性XRおよびNADP+完全依存性XDHとを種々の組み合わせにより酵母内で発現させることにより、エタノール変換効率の更なる効率化が認められる結果を得た。また、キシロースの酵母への取り組み能を増強する目的で、キシロース発酵酵母であるPichia. stipitisのキシローストランスポーターおよびその関連遺伝子と推測した多くの遺伝子を、S. cerevisiaeに導入してキシロース消費の加速効果を比較したところ、それらのうちXUT1およびSUT1遺伝子の発現が最も効果のあることを明らかにした。さらに、ペントースリン酸経路に関与する4つの酵素遺伝子（PKI1, RPE1, TAL1, TKL1）を同時に高発現させることにより、機能変換酵素（XRおよびXDH)の発現に加えて、ペントースリン酸経路関連酵素遺伝子の高発現によりキシロース発酵速度が大幅に増加することを明らかにした。
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