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大腸菌におけるマロニル-CoA生合成経路の強化と脂肪酸生産菌の分子育種

研究課題

研究課題/領域番号 16K07655
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学
研究機関茨城大学

研究代表者

長南 茂  茨城大学, 農学部, 教授 (70312775)

研究協力者 西澤 智康  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードコエンザイムA / マロニル-CoA / 脂肪酸 / パントテン酸キナーゼ / アセチル-CoAカルボキシラーゼ / 脂肪酸合成酵素 / 有用物質生産 / 大腸菌 / 発酵 / 応用微生物 / 生体分子 / 酵素 / 遺伝子
研究成果の概要

本研究ではパントテン酸キナーゼ(CoaA)によって細胞内CoAレベルが上がった大腸菌を用いて、アセチル-CoAカルボキシラーゼ(Acc)でアセチル-CoAをマロニル-CoAに変換し、脂肪酸合成酵素(Fas)で脂肪酸を生産することにより、物質生産におけるCoAコファクターエンジニアリングの有用性を検討した。
CoaA、Acc、およびFasの共発現株では、マロニル-CoAが細胞内CoAプールの主要なCoA分子種となり、脂肪酸生産が5.6倍に上昇した。また、外来のFasに依存したオレイン酸が確認され、細胞内CoAプールを大きくすることにより、大腸菌では本来生成しない脂肪酸生産の可能性も見えてきた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で、コエンザイムA(CoA)およびアセチル-CoAに続いて、大腸菌の細胞内マロニル-CoAの増大にも成功した。このマロニル-CoAの増大は脂肪酸の増産につながり、物質生産においても有効な要素技術であることが併せて示された。CoAおよびアシル-CoAは様々な代謝経路に登場する炭素のキャリアなので、本技術は生物を利用した有用物質生産に広く利用されることが期待できる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Enhancement of fatty acid biosynthesis by exogenous acetyl-CoA carboxylase and pantothenate kinase in Escherichia coli2020

    • 著者名/発表者名
      Shusaku Satoh, Miho Ozaki, Saki Matsumoto, Takumi Nabatame, Moena Kaku, Takashi Shudo, Munehiko Asayama, Shigeru Chohnan
    • 雑誌名

      Biotechnology Letters

      巻: 42 号: 12 ページ: 2595-2605

    • DOI

      10.1007/s10529-020-02996-w

    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 脂肪酸生産におけるマロニル-CoA増産の有効性2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤州朔、尾崎美帆、朝山宗彦、長南茂
    • 学会等名
      日本ゲノム微生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 外来パントテン酸キナーゼ遺伝子の大腸菌ゲノムへの導入によるコエンザイムA生合成経路の強化2017

    • 著者名/発表者名
      根岸剛志、西澤智康、三浦隆匡、長南茂
    • 学会等名
      日本微生物生態学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌由来アセチル-CoAカルボキシラーゼを用いたマロニル-CoAの増産2016

    • 著者名/発表者名
      首藤誉史、長南茂
    • 学会等名
      日本微生物生態学会
    • 発表場所
      横須賀市文化会館(神奈川県横須賀市)
    • 年月日
      2016-10-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 茨城大学研究者情報総覧

    • URL

      https://info.ibaraki.ac.jp/Profiles/5/0000444/profile.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-07-06  

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