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希少脂肪酸生産に有用な微生物の探索と機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 14J00686
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
研究機関京都大学

研究代表者

竹内 道樹  京都大学, 農学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,940千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード希少脂肪酸 / EPA / 嫌気性菌 / 嫌気性細菌 / 乳酸菌 / 水和脱水酵素 / 脱水素酵素
研究実績の概要

EPAやDHAを変換する微生物の探索により、EPAやDHAを変換する様々な微生物の取得に成功した。EPAを変換する菌株のEPA変換物の構造を解析したところ、本菌の生成物は、共役二重結合を有するcis-5,cis-8,cis-11,trans-13,cis-17-eicosapentaenoic acid、cis-5,cis-8,trans-11,trans-13, cis-17-eicosapentaenoic acidおよび、部分飽和化されたcis-5,cis-8,trans-13, cis-17-eicosatetraenoic acidであることを明らかにした。さらに、本菌株の16S rDNA解析により、本菌がClostridium bifermentansであることを明らかにした。また、本菌の基質特異性の解析から、本菌は炭素数18および20の不飽和脂肪酸のω6位とω9位のシス型二重結合を認識し、ω7位とω9位に二重結合を有する共役不飽和脂肪酸に変換し、さらにω9位の二重結合を飽和化することを明らかにした。 C. bifermentansの洗浄菌体を用いて反応条件の検討を行ったところ、0.8 mMのEPAから0.5 mMの共役EPAを生産することに成功した。また、部分飽和化EPA生産に適した反応条件を検討したところ、0.8 mMのEPAから0.5 mMの部分飽和化EPAを生産することに成功した。また、Micrococcus luteus由来の水酸化脂肪酸脱水素酵素を発現する形質転換大腸菌を作成し、さらに、NAD+再生系とカップリングすることで、各種10-ヒドロキシ脂肪酸や12-ヒドロキシ脂肪酸(約1 M、300 g/L)から対応するオキソ脂肪酸を変換率90%以上で生産することに成功した。これらのEPA変換物やオキソ脂肪酸は希少脂肪酸であり、これまでに供給源が存在しなかった希少脂肪酸を生産することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Efficient enzymatic production of hydroxy fatty acids by linoleic acid Δ9 hydratase from Lactobacillus plantarum AKU 1009a2016

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi, M., S. Kishino, S.B. Park, A. Hirata, N. Kitamura, A. Saika, J. Ogawa
    • 雑誌名

      J. Appl. Microbiol.

      巻: 120 号: 5 ページ: 1282-1288

    • DOI

      10.1111/jam.13088

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and reaction mechanism of a novel enone reductase2015

    • 著者名/発表者名
      Feng, H., T. Miyakawa, N. Kitamura, M. Takeuchi, S.B. Park, S. Kishino, J. Ogawa, M. Tanokura
    • 雑誌名

      FEBS Journal

      巻: 未定 号: 8 ページ: 1526-1537

    • DOI

      10.1111/febs.13239

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel unsaturated fatty acid hydratase toward C16 to C22 fatty acids from Lactobacillus acidophilus2015

    • 著者名/発表者名
      Hirata, A., S. Kishino, S.B. Park, M. Takeuchi, N. Kitamura, J. Ogawa
    • 雑誌名

      J. Lipid Res.

      巻: 56 号: 7 ページ: 1340-1350

    • DOI

      10.1194/jlr.m059444

    • NAID

      120005704200

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of the linoleic acid Δ9 hydratase catalyzing the first step of polyunsaturated fatty acid saturation metabolism in Lactobacillus plantarum AKU 1009a2015

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, S. Kishino, A. Hirata, S.B. Park, N. Kitamura, J. Ogawa
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 未定 号: 6 ページ: 636-641

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2014.10.022

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characterization of hydroxy fatty acid dehydrogenase involved in polyunsaturated fatty acid saturation metabolism in Lactobacillus plantarum AKU 1009a2015

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, S. Kishino, S.B. Park, N. Kitamura, J. Ogawa
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic

      巻: 未定 ページ: 7-12

    • DOI

      10.1016/j.molcatb.2015.03.020

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Production of hydroxy fatty acids with health promoting activity using linoleic acid hydratase involved in polyunsaturated fatty acid saturation metabolism in lactic acid bacteria2016

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, S. Kishino, S.B. Park, N. Kitamura, J. Ogawa
    • 学会等名
      American Oil Chemists' Society
    • 発表場所
      Salt Lake City
    • 年月日
      2016-05-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ラッカーゼ-メディエーターシステムが触媒する酸化的開裂反応による水酸化脂肪酸及びオキソ脂肪酸からのジカルボン酸の生産2016

    • 著者名/発表者名
      竹内 道樹, 岸野 重信, 北村 苗穂子, 日比 慎, 小川 順
    • 学会等名
      農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ラッカーゼによる水酸化脂肪酸及びオキソ脂肪酸のジカルボン酸への変換2015

    • 著者名/発表者名
      竹内 道樹, 岸野 重信, 朴 時範, 北村 苗穂子, 日比 慎, 小川 順
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Lactobacillus plantarum AKU1009aの不飽和脂肪酸飽和化代謝経路に関わる水酸化脂肪酸脱水素酵素の酵素学的解析2015

    • 著者名/発表者名
      竹内道樹, 岸野重信, 北村苗穂子, 朴 時範, 小川 順
    • 学会等名
      酵素工学研究会 第74回講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-10-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Enzymatic characterization of hydroxy fatty acid dehydrogenase involved in polyunsaturated fatty acid metabolism in Lactobacillus plantarum AKU 1009a2015

    • 著者名/発表者名
      Michiki Takeuchi , Si-Bum Park, Nahoko Kitamura, Shigenobu Kishino, Jun Ogawa
    • 学会等名
      18th Japanese-German Workshop Enzyme Technology
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional analysis of hydroxy fatty acid dehydrogenase involved in polyunsaturated fatty acid saturation metabolism in Lactobacillus plantarum AKU 1009a2015

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, S.B. Park, N. Kitamura, S. Kishino, J. Ogawa
    • 学会等名
      Enzyme Engineering XXIII
    • 発表場所
      St. Petersburg
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lactobacillus plantarum AKU 1009aの不飽和脂肪酸飽和化経路に関わる水酸化脂肪酸脱水素酵素の機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      竹内道樹、朴時範、北村苗穂子、内堀良重、岸野重信、小川順
    • 学会等名
      日本農芸化学会2015年度大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Lactobacillus plantarum AKU 1009aの不飽和脂肪酸飽和化代謝に関わる水酸化脂肪酸脱水素酵素の諸性質解明2015

    • 著者名/発表者名
      竹内道樹、朴時範、内堀良重、岸野重信、小川順
    • 学会等名
      第5回学際的脂質創生研究部会講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of hydroxy fatty acid dehydrogenase involved in polyunsaturated fatty acid saturation metabolism in Lactobacillus plantarum AKU 1009a2014

    • 著者名/発表者名
      Michiki Takeuchi, Si-Bum Park, Nahoko Kitamura, Shigenobu Kishino, Jun Ogawa
    • 学会等名
      Active Enzyme Molecule 2014
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2014-12-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of linoleic acid Δ9 hydratase from Lactobacillus plantarum AKU 1009a2014

    • 著者名/発表者名
      Michiki Takeuchi, Si-Bum Park, Shigenobu Kishino, Jun Ogawa
    • 学会等名
      13th China-Japan- Korea Joint Symposium on Enzyme Engineering
    • 発表場所
      韓国・済州島
    • 年月日
      2014-11-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Lactobacillus plantarum AKU 1009a由来水酸化脂肪酸脱水素酵素の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      竹内道樹、朴時範、北村苗穂子、岸野重信、小川順
    • 学会等名
      第66回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of linoleate hydratase from lactic acid bacteria and application to hydroxy fatty acid production2014

    • 著者名/発表者名
      Michiki Takeuchi, Kaori Tanabe, Akiko Hirata, Si-Bum Park, Shigenobu Kishino, Jun Ogawa
    • 学会等名
      7th International Congress on Biocatalysis 2014
    • 発表場所
      ドイツ・ハンブルク
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Recent Advances in the Production of CLA and Conjugated Vegetable Oils: Microbial and Enzymatic Production of Conjugated Fatty Acids and Related Fatty Acids in Biohydrogenation Metabolism.2014

    • 著者名/発表者名
      Ogawa, J., M. Takeuchi, S. Kishino
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      Royal Society of Chemistry
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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