輸送系の改変による有用有機酸高生産のための糸状菌セルファクトリの創製

• 研究課題/領域番号: 25450114
• 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: 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): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 応用微生物 / セルファクトリ / クエン酸輸送体 / 酵素 / 代謝工学 / 有機酸 / クエン酸 / trans-アコニット酸 / aconitate isomerase / Aspergillus niger / cell factory / citrate transporter / fermentation / malate citrate shuttle / metabolic engineering / citric acid production / citrate transport

研究成果の概要

クエン酸生産糸状菌Aspergillus nigerを宿主として活用し、バイオベース有機酸生産のためのセルファクトリ創製を検討した。ミトコンドリア膜局在型クエン酸輸送体遺伝子の機能解析、クエン酸資化性微生物の探索、新奇酵素を利用したクエン酸からのtrans-アコニット生産への応用、について新規かつ重要な成果が得られた。さらに、クエン酸生産糸状菌の潜在能力と新奇な酵素の組み合わせによるセルファクトリ創製の可能性を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Phenotypes of Gene Disruptants in Relation to a Putative Mitochondrial Malate-Citrate Shuttle Protein in Citric Acid-Producing Aspergillus niger (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohtaro Kirimura, Keiichi Kobayashi, Yuka Ueda, Takasumi Hattori
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 80 号: 9 ページ: 1737-1746
  • DOI: 10.1080/09168451.2016.1164583
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Heterologous Gene Expression and Functional Analysis of a Type III Polyketide Synthase from Aspergillus niger NRRL 328 (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohtaro Kirimura, Shotaro Watanabe, Keiichi Kobayashi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 473 号: 4 ページ: 1106-1110
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.04.023
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bioproduction of trans-Aconitic Acid from Citric Acid by Whole-Cell Reaction of Escherichia coli Heterologously Expressing the Aconitate Isomerase Gene from Pseudomonas sp. WU-0701 (2016)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Kobayashi, Junya Maruebi, Kohtaro Kirimura
  • 雑誌名: Chemistry Select 巻: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enzymatic Characterization and Gene Identification of Aconitate Isomerase, an Enzyme Involved in Assimilation of trans-Aconitic Acid, from Pseudomonas sp. WU-0701 (2015)
  • 著者名/発表者名: Kahori Yuhara, Hiromi Yonehara, Takasumi Hattori, Keiichi Kobayashi, Kohtaro Kirimura
  • 雑誌名: FEBS Journal 巻: 282 号: 22 ページ: 4257-4267
  • DOI: 10.1111/febs.13494
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of bacterial strains with the ability to utilize high concentrations of levulinic acid, a platform chemical from inedible biomass (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Habe, Shun Sato, Tomotake Morita, Tokuma Fukuoka, Kohtaro Kirimura, Dai Kitamoto
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 79 号: 9 ページ: 1552-1555
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1031076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression of the NADP+-Specific Isocitrate Dehydrogenase Gene (icdA) in Citric Acid-Producing Aspergillus niger WU-2223L (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Kobayashi, Takasumi Hattori, Rie Hayashi, and Kohtaro Kirimura
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxalic Acid Production by Citric Acid-Producing Aspergillus niger Overexpressing the Oxaloacetate Hydrolase Gene oahA (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Kobayashi, Takasumi Hattori, Yuki Honda, Kohtaro Kirimura
  • 雑誌名: Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology 巻: 41 号: 5 ページ: 749-756
  • DOI: 10.1007/s10295-014-1419-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene Identification and Functional Analysis of Methylcitrate Synthase in Citric Acid-Producing <i>Aspergillus niger</i> WU-2223L (2013)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Kobayashi, Takasumi Hattori, Yuki Honda, Kohtaro Kirimura
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 77 号: 7 ページ: 1492-1498
  • DOI: 10.1271/bbb.130139
  • NAID: 10031190458
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] l-Menthyl α-Maltoside as a Novel Low-Molecular-Weight Gelator (2013)
  • 著者名/発表者名: Kohei Ide, Toshiyuki Sato, Jun Aoi, Hiroyuki Do, Keiichi Kobayashi, Yuki Honda, Kohtaro Kirimura
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 42 号: 6 ページ: 657-659
  • DOI: 10.1246/cl.130122
  • NAID: 10031176041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of Circularly Permuted Fluorescent-Protein-Based Indicators for in Vitro and in Vivo Detection of Citrate (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Honda, Kohtaro Kirimura
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 号: 5 ページ: e64597-e64597
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0064597
• [学会発表] 非海洋性細菌由来ネオアガロビオース加水分解酵素の諸性質検討と遺伝子解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 樫村佳奈, 渡辺輝彦, 小林慶一, 桐村光太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] クエン酸生産糸状菌Aspergillus nigerにおけるミトコンドリア膜局在型クエン酸輸送体遺伝子破壊株の作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小林慶一, 上田由佳, 桐村光太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] アコニット酸イソメラーゼ遺伝子を異種発現させた組換え大腸菌の細胞反応によるクエン酸からのtrans-アコニット酸生産 (2016)
  • 著者名/発表者名: 丸海老純也, 油原かほり, 小林慶一, 桐村光太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] trans-Aconitic Acid from Citric Acid by Whole-Cell Reactions of Escherichia coli Heterologously Expressing Aconitate Isomerase Gene (ais) (2015)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Kobayashi, Kahori Yuhara, Hiromi Yonehara, Junya Maruebi, Takasumi Hattori, Kohtaro Kirimura
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM) 2015
  • 発表場所: Honolulu (Hawaii, USA)
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Pseudomonas sp. WU-0701由来アコニット酸イソメラーゼの諸性質検討と遺伝子同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 丸海老純也, 油原かほり, 小林慶一, 桐村光太郎
  • 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: 2015-10-26
• [学会発表] 好アルカリ性細菌Cellvibrio sp. WU-0601由来ネオアガロビオース加水分解酵素の酵素的諸性質の決定と遺伝子の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺輝彦, 樫村佳奈, 小林慶一, 桐村光太郎
  • 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: 2015-10-26
• [学会発表] 遺伝子改変によるメチルサリチル酸への活性を示す可逆的サリチル酸脱炭酸酵素の作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 熊倉匠, 秋山智寛, 小林慶一, 桐村光太郎
  • 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: 2015-10-26
• [学会発表] クエン酸生産糸状菌Aspergillus nigerにおけるクエン酸輸送体遺伝子の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林慶一, 上田由佳, 桐村光太郎
  • 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: 2015-10-26
• [学会発表] 可逆的サリチル酸脱炭酸酵素の改変と酵素的Kolbe-Schmitt反応によるメチルサリチル酸生産 (2015)
  • 著者名/発表者名: 熊倉匠, 桐村光太郎
  • 学会等名: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-10-13
• [学会発表] Efficient Production of Oxalic Acid by Aspergilus niger Strains Overexpressing Genes Encoding Oxaloacetate Hydrolase and Alternative Oxidase (2015)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Kobayashi, Shotaro Watanabe, Kohtaro Kirimura
  • 学会等名: The Biotrans 2015
  • 発表場所: Wien (Austria)
  • 年月日: 2015-07-26
  • 国際学会
• [学会発表] セルロース由来基幹化学品レブリン酸の微生物変換 (2015)
  • 著者名/発表者名: 羽部浩, 佐藤俊, 森田友岳, 福岡徳馬, 小林慶一, 桐村光太郎, 北本大
  • 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: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 高濃度レブリン酸分解菌の単離と解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 羽部浩, 佐藤俊, 森田友岳, 福岡徳馬, 小林慶一, 桐村光太郎, 北本大
  • 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: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] クエン酸生産糸状菌Aspergillus niger におけるクエン酸輸送体遺伝子破壊株の表現型 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上田由佳, 小林慶一, 桐村光太郎
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] オキサロ酢酸加水分解酵素遺伝子の高発現による糸状菌Aspergillus nigerを利用したシュウ酸の高収率生産 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林慶一, 渡邉昭太郎, 桐村光太郎
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 酵母Trichosporon moniliiformeの細胞反応を利用した安息香酸からのp-ヒドロキシ安息香酸の酵素的生産 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉野周平, 安藤拓也, 小林慶一, 桐村光太郎
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] Generation of Oxalic Acid Hyperproducers by Overexpressing the Oxaloacetate Hydrolase Gene in Aspergillus niger (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kobayashi, Shotaro Watanabe, Kohtaro Kirimura
  • 学会等名: 16th European Congress on Biotechnology
  • 発表場所: Edinburgh
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-16
• [学会発表] クエン酸生産糸状菌Aspergillus niger におけるシアン非感受性呼吸系酵素遺伝子aox1の高発現によるクエン酸生産量の向上 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中 珠,服部 貴澄,小林 慶一,桐村 光太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 明治大学 生田キャンパス(東京都)
• [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組換え大腸菌によるクエン酸からのtrans-アコニット酸生産 (2014)
  • 著者名/発表者名: 油原 かほり,池上 由宇真,小林 慶一,桐村 光太郎
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年回
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス(愛知県)
• [学会発表] 酵母Trichosporon moniliiformeの細胞を生体触媒として利用した安息香酸からのp-ヒドロキシ安息香酸の選択的生産 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安藤 拓也,吉野 周平,小林 慶一,桐村 光太郎
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年回
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス(愛知県)
• [学会発表] Trichosporon moniliiformeの細胞反応による安息香酸からのp-ヒドロキシ安息香酸の高収量生産 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安藤 拓也,吉野 周平,小林 慶一,桐村 光太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 明治大学 生田キャンパス(東京都)
• [学会発表] クエン酸生産糸状菌Aspergillus nigerにおけるシアン非感受性呼吸系酵素遺伝子の高発現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中 珠,服部 貴澄,小林 慶一,桐村 光太郎
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島県)
• [学会発表] クエン酸インジケータ蛍光タンパク質遺伝子を導入した大腸菌における細胞内クエン酸の検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 真野敬道,本田 裕樹,小林慶一,桐村 光太郎
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島県)
• [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組換え大腸菌によるtrans-アコニット酸生産 (2013)
  • 著者名/発表者名: 油原 かほり,小林 慶一,桐村 光太郎
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島県)
• [図書] ゲルの安定化と機能性付与・次世代への応用開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 桐村 光太郎, 小林 慶一, 井手 浩平
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 株式会社 技術情報協会