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コリネ型細菌のエネルギー代謝変異株における生理的特徴の解析とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 10J01425
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 応用微生物学
研究機関北海道大学

研究代表者

澤田 和典  北海道大学, 大学院・農学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード代謝工学 / Corynebacterium glutamicum / ピルビン酸キナーゼ / 中枢代謝 / 解糖系 / アナプレロティック経路 / アミノ酸発酵 / バイオプロセス / バイオプラスチック
研究概要

前年度においてCorynebacterium glutamicumのピルビン酸キナーゼ(PYK)欠失株が持つ生理特性について調べるため、2Lジャーファーメンターを用い、生育に適した培地条件で培養を行ったところ欠失株において菌体形成効率の上昇が観察された。この現象を詳細に調べていく過程で、PYK欠失株において菌体あたりの酸素消費速度が低下していることが見いだされた。そこでTCAサイクル中にあってNADHの再酸化を行っているリンゴ酸-キノン酸化還元酵素(MQO)の活性について調べたところ有意に低下していることが示唆された。このことからC. glutamicumにおける呼吸活性とMQOの酵素活性との間に正の相関があることが予想された。この結果は再現性よく示すことができたため、C. glutamicumのもつ生理特性であると考えられた。これまでMQOと呼吸活性との間に相関があることを示した例はなく、非常に興味深い知見といえる。
前年度までにC. glutamicumのPYK欠失株、およびPYK欠失クエン酸シンターゼ(CS)活性低下二重変異株では野生株と比べてアスパラギン酸の生成量が増大するという現象を見いだしている。これを踏まえ、これらの株をアスパラギン酸を前駆体とするアミノ酸であるリジン生産に応用を試みた。リジン生産株の構築は、アスパラギン酸キナーゼのフィードバック阻害を解除する変異を導入することで実現できる。この方法は一般に広く用いられており、野生株とPYK欠失株、およびPYK欠失CS活性低下二重変異株にこの変異を導入した。これらの株のリジン生産量を評価するため、培養条件などの検討を行った。応用に向けたリジン生産についてはさらに実験を重ねる必要がある。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Mechanism of increased respiration in an H^+-ATPase-defective mutant of Corynebacterium glutamicum2011

    • 著者名/発表者名
      Sawada K, Kato Y, Imai K, Li L, Wada M, Matsushita K, Yokota A
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: Volume 113, Issue 4 号: 4 ページ: 467-473

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2011.11.021

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metabolic changes in a pyruvate kinase gene deletion mutant of Corynebacterium glutamicum ATCC 130322010

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Sawada, Susumu Zen-In, Masaru Wada, Atsushi-Yokota
    • 雑誌名

      Metabolic Engineering

      巻: Volume 12, Issue 4 ページ: 401-407

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Metabolic engineering for oxaloacetate accumulation through pyruvate kinase deletion in Corynebacterium glutamicum2012

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Sawada, Masaru Wada, Takuya Hagiwara, Atsushi Yokota
    • 学会等名
      Metabolic Engineering IX
    • 発表場所
      Le Bellevue Congress and Exhibition Centre (France)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Corynebacterium glutamicumのピルビン酸キナーゼ欠失およびクエン酸シンターゼ変異がアミノ酸生産に与える影響2012

    • 著者名/発表者名
      澤田和典、下野雄太、小倉紘太郎、和田大、横田篤
    • 学会等名
      日本農芸化学会年次大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Increased biomass production in a pyruvate kinase gene deletion mutant of Corynebacterium glutamicum ATCC 130322011

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Sawada, Takuya Hagiwara, Masaru Wada, Atsushi Yokota
    • 学会等名
      International Union of Microbiological Societies
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌)
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Corynebacterium glutamicumピルビン酸キナーゼ欠失株における菌体収率の向上2010

    • 著者名/発表者名
      澤田和典、和田大、横田篤
    • 学会等名
      2010年日本農芸化学会 北海道支部会
    • 発表場所
      北海道大学 農学部(札幌)
    • 年月日
      2010-07-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Metabolic changes in a pyruvate kinase-deleted mutant of Corynebacterium glutamicum ATCC 130322010

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Sawada, Masaru Wada, Atsushi Yokota
    • 学会等名
      11TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON THE GENETICS OF INDUSTRIAL MICROORGANISMS
    • 発表場所
      Melbourne Convention & Exhibition Centre(オーストラリア, メルボルン)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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