バイオベース有機酸生産のための代謝工学的機能改変による糸状菌セルファクトリの創製

• 研究課題/領域番号: 22580093
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 桐村 光太郎 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90195412)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 応用微生物 / 酵素 / セルファクトリ / 代謝工学 / 有機酸 / クエン酸 / シュウ酸 / トランスアコニット酸 / 発酵 / バイオテクノロジー / クロコウジカビ / ポリケタイド

研究概要

クエン酸生産糸状菌を宿主として活用し、バイオベース有用有機酸生産のためのセルファクトリ構築を目的とした研究を行った。高効率遺伝子相同組換え株の作製、新規III型ポリケタイド合成酵素遺伝子の解析と高発現株の作製、代謝工学的改変によるシュウ酸高効率生産株の作製、クエン酸関連代謝経路の探索とセルファクトリ構築への応用、について成果があった。さらに、クエン酸生産糸状菌Aspergillus nigerの潜在能力と特異的な酵素の組合せによるセルファクトリ作製の可能性について検討した。

研究成果

• [雑誌論文] p-Aminosalicylic Acid Production by Enzymatic KolbeSchmitt Reaction Using Salicylic Acid Decarboxylases Improved through Site-Directed Mutagenesis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ienaga, S., Kosaka, S., Honda, Y., Ishii, Y., Kirimura, K.
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 86 ページ: 628-634
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene Identification and Functional Analysis of Methylcitrate Synthase in Citric Acid-Producing Aspergillus niger WU-2223L Biosci (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, K., Hattori, T., Honda, Y., Kirimura, K.
  • 雑誌名: Biotech. Biochem. 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] p-Aminosalicylic Acid Production by Enzymatic Kolbe-Schmitt Reaction Using Salicylic Acid Decarboxylases Improved through Site-Directed Mutagenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Saori Ienaga
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 巻: In press 号: 5 ページ: 628-634
  • DOI: 10.1246/bcsj.20130006
  • NAID: 10031167857
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visual Expression Analysis of the Responses of the Alternative Oxidase Gene (aox1) to Heat Shock, Oxidative, and Osmotic Stresses in Conidia of Citric Acid-Producing Aspergillus niger. (2012)
  • 著者名/発表者名: Honda, Y., Hattori, T., Kirimura, K.
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng. 巻: 113 ページ: 338-342
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visual Expression Analysis of the Responses of the Alternative Oxidase Gene (aox1) to Heat Shock, Oxidative, and Osmotic Stresses in Conidia of Citric Acid-Producing A.niger (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuki Honda, Takasumi Hattori, Kohtaro Kirimura
  • 雑誌名: J.Biosci.Bioeng. 巻: 113 号: 3 ページ: 338-342
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2011.10.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increases in Gene-Targeting Frequencies Due to Disruption of kueA as a ku80 Homolog in Citric Acid-Producing Aspergillus niger. (2011)
  • 著者名/発表者名: Honda, Y.,Kobayashi, K., Kirimura, K.
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem. 巻: 75 ページ: 1594-1596
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-yield Production of cis,cis-Muconic Acid from Catechol in Aqueous Solution by Biocatalyst. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, A., Ishii, Y., Kirimura, K.
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 40 ページ: 381-383
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of p-Aminosalicylic Acid through Enzymatic Kolbe-Schmitt Reaction Catalyzed by Reversible Salicylic Acid Decarboxylase. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kirimura, K., Yanaso, S., Kosaka, S., Koyama, K., Hattori, T., Ishii, I.
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 40 ページ: 206-208
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-yield Production of cis, cis-Muconic Acid from Catechol in Aqueous Solution by Biocatalyst (2011)
  • 著者名/発表者名: Aya Kaneko, Yoshitaka Ishii, Kohtaro Kirimura
  • 雑誌名: Chem.Lett. 巻: 40 号: 4 ページ: 381-383
  • DOI: 10.1246/cl.2011.381
  • NAID: 10028170617
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increases in Gene-Targeting Frequencies Due to Disruption of kueA as a ku80 Homolog in Citric Acid-Producing Aspergillus niger (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Honda, Keiichi Kobayashi, Kohtaro Kirimura
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 75 号: 8 ページ: 1594-1596
  • DOI: 10.1271/bbb.110015
  • NAID: 10029591872
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of p-Aminosalicylic Acid through Enzymatic Kolbe-Schmitt Reaction Catalyzed by Reversible Salicylic Acid Decarboxylase (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Kirimura, S.Yanaso, S.Kosaka, K.Koyama, T.Hattori, Y.Ishii
  • 雑誌名: Chem.Lett. 巻: 40 ページ: 206-208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increase of Gene-targeting Frequencies by Disruption of kueA as a ku80 Homolog in Citric Acid-producing Aspergillus niger (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Honda, K.Kobayashi, K.Kirimura
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 巻: 75(in press)
  • 査読あり
• [学会発表] アコニット酸イソメラーゼ遺伝子を高発現させた大腸菌によるtrans-アコニット酸生産 (2013)
  • 著者名/発表者名: 油原かほり、濱地達也、小林慶一、本田裕樹、桐村光太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] クエン酸の特異的検出を可能とするインジケータ蛍光タンパク質の創製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本田裕樹、桐村光太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 部位特異的変異の導入による可逆的サリチル酸脱炭酸酵素の改変とp- アミノサリチル酸の高収率生産への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 家永里織
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年回(2013)
  • 発表場所: 滋賀
• [学会発表] Pseudomonas sp. WU-0701 由来アコニット酸イソメラーゼをコードする遺伝子の大腸菌における異種発現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 油原かほり
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年回(2013)
  • 発表場所: 滋賀
• [学会発表] アコニット酸イソメラーゼ遺伝子を高発現させた大腸菌によるtrans-アコニット酸生産 (2013)
  • 著者名/発表者名: 油原かほり
  • 学会等名: 日本農芸化学会２０１３年度大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 部位特異的変異の導入による可逆的サリチル酸脱炭酸酵素の改変とp-アミノサリチル酸の生産への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 家永里織、伊藤優斗、本田裕樹、石井義孝、桐村光太郎
  • 学会等名: 第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-10-25
• [学会発表] クエン酸生産糸状菌Aspergillus nigerにおけるメチルクエン酸シンターゼの検出と機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林慶一、本田裕樹、桐村光太郎
  • 学会等名: 第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] Pseudomonas sp. WU-0701由来アコニット酸イソメラーゼをコードする遺伝子の大腸菌における異種発現 (2012)
  • 著者名/発表者名: 油原かほり、米原広海、小林慶一、本田裕樹、服部貴澄、桐村光太郎
  • 学会等名: 第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] 低分子ゲル化剤としての機能を示すメントール配糖体の酵素的合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井手浩平、梅澤覚、小林慶一、本田裕樹、桐村光太郎
  • 学会等名: 日本化学会第92回春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学(神奈川)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 糸状菌Aspergillus niger NRRL328由来III型ポリケタイド合成酵素の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 濱地達也、小林慶一、本田裕樹、桐村光太郎
  • 学会等名: 日本化学会第92回春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学(神奈川)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 糸状菌Aspergillus nigerにおけるoxaloacetate hydrolase遺伝子の高発現による高収率シュウ酸生産 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林慶一、本田裕樹、服部貴澄、桐村光太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学(京都)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Pseudomonas sp.WU-0701由来アコニット酸イソメラーゼの酵素的諸性質の検討と遺伝子クローニング (2012)
  • 著者名/発表者名: 米原広海、本田裕樹、服部貴澄、桐村光太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学(京都)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 組換え大腸菌の細胞反応によるカテコールからのcis,cis -ムコン酸の水系高収率生産 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宇田川恵右
  • 学会等名: 第６回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 複数の部位特異的変異を導入した可逆的サリチル酸脱炭酸酵素の改変によるp-アミノサリチル酸の生産 (2012)
  • 著者名/発表者名: 家永里織
  • 学会等名: 第６回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Pseudomonas sp. WU-0701 由来アコニット酸イソメラーゼをコードする遺伝子の大腸菌における異種発現 (2012)
  • 著者名/発表者名: 油原かほり
  • 学会等名: 第６４回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 部位特異的変異の導入による可逆的サリチル酸脱炭酸酵素の改変とp- アミノサリチル酸の生産への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 家永里織
  • 学会等名: 第６４回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] クエン酸生産糸状菌Aspergillus nigerにおけるoxaloacetate hydrolase遺伝子(oahA)の破壊と高発現によるシュウ酸生産経路の検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林慶一、本田裕樹、服部貴澄、桐村光太郎
  • 学会等名: 第11回糸状菌分子生物学コンファレンス
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Aspergillus niger NRRL 328由来III型ポリケタイド合成酵素によるピロン化合物の生成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱地達也、宮井希実、小林慶一、本田裕樹、桐村光太郎
  • 学会等名: 第11回糸状菌分子生物学コンファレンス
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] 組換え大腸菌を生体触媒として用いた逐次添加法によるカテコールからのcis,cis-ムコン酸の高収率生産 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宇田川恵右、金子亞矢、本田裕樹、石井義孝、桐村光太郎
  • 学会等名: 第63回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学(東京)
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] Aspergillus niger NRRL328株由来III型ポリケタイド合成酵素ホモログの機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱地達也、宮井希実、小林慶一、本田裕樹、桐村光太郎
  • 学会等名: 第63回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学(東京)
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] クエン酸生産糸状菌Aspergillus nigerにおけるメチルクエン酸シンターゼ遺伝子破壊株の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林慶一、本田裕樹、桐村光太郎
  • 学会等名: 第63回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学(東京)
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] 糸状菌由来の新規なIII型ポリケタイド合成酵素の遺伝子異種発現と機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林慶一、宮井希実、濱地達也、本田裕樹、桐村光太郎
  • 学会等名: 第5回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場(茨城)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 部位特異的変異を利用したサリチル酸脱炭酸酵素の改変とカルボキシル化活性の向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梅澤覚、家永里織、小坂祥代、本田裕樹、桐村光太郎
  • 学会等名: 節5回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場(茨城)
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] Production of p-Aminosalicylic Acid by Regioselective Carboxylation through Enzymatic Kolbe-Schmitt Reaction Using Salicylic Acid Decarboxylase (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Honda, Sachiyo Kosaka, Yoshitaka Ishii, Kohtaro Kirimura
  • 学会等名: 4th Congress of European Microbiologists, FEMS 2011
  • 発表場所: Geneva (Switzerland)
  • 年月日: 2011-06-28
• [学会発表] Disruption of kueA as a ku80 Homolog in Citric Acid-Producing Aspergillus niger for Improvement of Homologous Recombination Frequencies (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Kobayashi, Yuki Honda, Kohtaro Kirimura
  • 学会等名: 4th Congress of European Microbiologists, FEMS 2011
  • 発表場所: Geneva (Switzerland)
  • 年月日: 2011-06-28
• [学会発表] Aspergillus niger由来III型ポリケタイド合成酵素の基質特異性と反応生成物 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮井希美、米原広海、本田裕樹、服部貴澄、桐村光太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会(2011年度)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] クエン酸生産糸状菌由来ku80破壊株における相同組換え効率の向上 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田裕樹、小林慶一、桐村光太郎
  • 学会等名: 第10回糸状菌分子生物学コンファレンス
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] Aspergillus niger由来III型ポリケタイド合成酵素遺伝子の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮井希美、本田裕樹、服部貴澄、桐村光太郎
  • 学会等名: 第10回糸状菌分子生物学コンファレンス
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] クエン酸生産糸状菌Aspergillus niger由来ku80破壊株の作製と相同組換え効率の向上 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林慶一、本田裕樹、桐村光太郎
  • 学会等名: 日本生物工学会大会(2010年度)
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] 酵母Trichosporon moniliiformeにおけるサリチル酸脱炭酸酵素が関与する新規なサリチル酸分解経路 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田裕樹、服部貴澄、岩崎勇一郎、石井義孝、桐村光太郎
  • 学会等名: 日本生物工学会大会(2010年度)
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2010-10-28
• [学会発表] 可逆的サリチル酸脱炭酸酵素における部位特異的変異を利用したサリチル酸合成活性の向上 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小坂祥代、本田裕樹、服部貴澄、桐村光太郎
  • 学会等名: 日本生物工学会大会(2010年度)
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2010-10-28
• [図書] Bio-based chemicals, Citric acid. In : Murray MY (ed) Comprehensive Biotechnology, 2nd edn. vol. 3. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kirimura, K., Honda, Y., Hattori, T.
• [図書] Bio-based chemicals, Gluconic and Itaconic Acids. In : Murray MY (ed) Comprehensive Biotechnology, 2nd edn. vol. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kirimura, K., Honda, Y., Hattori, T.
• [図書] "Citric Acid", Comprehensive Biotechnology, 2nd edition(Ed.Moo-Young) (2011)
  • 著者名/発表者名: Kohtaro Kirimura, Yuki Honda, Takasumi Hattori
  • 出版者: Elsevier (London)
• [図書] "Gluconic and Itaconic Acids", Comprehensive Biotechnology, 2nd edition(Ed.Moo-Young) (2011)
  • 著者名/発表者名: Kohtaro Kirimura, Yuki Honda, Takasumi Hattori
  • 出版者: Elsevier (London)