分岐鎖低分子アルデヒド還元酵素の同定とその“非天然型”バイオケミカル生産への応用

• 研究課題/領域番号: 25892021
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 片岡 尚也 山口大学, 農学部, 助教 (50713509)
• 研究期間 (年度): 2013-08-30 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 1,3-ブタンジオール / ブタノール / 3-ヒドロキシブチルアルデヒド / 大腸菌 / 合成代謝経路 / アルコール脱水素酵素 / 代謝工学 / 合成生物工学

研究成果の概要

これまでに構築していた1,3-ブタンジオール合成代謝経路を賦与した大腸菌を用いて, 培養条件を最適化することで生産性を向上させた。大腸菌に内在するadhP, eutG, yqhDの3つが3-ヒドロキシブチルアルデヒドの1,3-ブタンジオールへの還元に関与するアルコール脱水素酵素遺伝子であると同定した。1,3-ブタンジオール合成代謝経路を拡張することで新規ブタノール合成代謝経路を設計し, 大腸菌に賦与することで好気的ブタノール生成を可能にした。

研究成果

• [雑誌論文] Efficient production of 2,5-diketo-D-gluconate via heterologous expression of 2-keto-D-gluconate dehydrogenase in Gluconobacter japonicus. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kataoka N, Matsutani M, Yakushi T, Matsushita K.
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol. 巻: 81(10) 号: 10 ページ: 3552-3560
  • DOI: 10.1128/aem.04176-14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Construction of CoA-dependent 1-butanol synthetic pathway functions under aerobic conditions in Escherichia coli. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kataoka N, Vangnai AS, Pongtharangkul T, Tajima T, Yakushi T, Matsushita K, Kato J.
  • 雑誌名: J. Biotechnol. 巻: 204 ページ: 25-32
  • DOI: 10.1016/j.jbiotec.2015.03.027
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhancement of (R)-1,3-Butanediol Production by Engineered Escherichia coli Using a Bioreactor System with Strict Regulation of Overall Oxygen Transfer Coefficient and pH (2014)
  • 著者名/発表者名: Kataoka, N, et al.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: in press 号: 4 ページ: 695-700
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.891933
  • 査読あり
• [雑誌論文] 組換え大腸菌による非天然型(R)-1,3-ブタンジオールの発酵生産 (2014)
  • 著者名/発表者名: 片岡 尚也, 他
  • 雑誌名: バイオサイエンスとインダストリー 巻: 72 ページ: 32-33
• [雑誌論文] Construction of a simple biocatalyst using psychrophilic bacterial cells and its application for efficient 3-hydroxypropionaldehyde production from glycerol (2013)
  • 著者名/発表者名: Tajima, T, et al.
  • 雑誌名: AMB express 巻: 3 号: 1 ページ: 69-69
  • DOI: 10.1186/2191-0855-3-69
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of CtpL as a chromosomally encoded chemoreceptor for 4-chloroaniline and catechol in Pseudomonas aeruginosa PAO1 (2013)
  • 著者名/発表者名: Vangnai, AS, et al.
  • 雑誌名: Appl Environ Microbiol 巻: 79 号: 23 ページ: 7241-7248
  • DOI: 10.1128/aem.02428-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of (R)-1,3-butanediol production by engineered Escherichia coli (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kataoka
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 115 号: 5 ページ: 475-480
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2012.11.025
  • 査読あり
• [学会発表] 2-ケト-D-グルコン酸脱水素酵素の異種発現によるGluconobacter japonicusでの効率的2,5-ジケト-D-グルコン酸生産 (2015)
  • 著者名/発表者名: 片岡 尚也, 松谷 峰之介, 藥師 寿治, 松下 一信.
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学 (岡山)
  • 年月日: 2015-03-27 – 2015-03-29
• [学会発表] 組換え大腸菌による好気的ブタノール生成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 片岡 尚也, Vangnai Alisa S., 加藤 純一, 藥師 寿治, 松下 一信.
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター (北海道)
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] Gluconobacter oxydans NBRC 3293由来2-ケトグルコン酸脱水素酵素遺伝子の同定およびその活用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 片岡 尚也, 他
  • 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 (川崎市)
• [学会発表] Gluconoabcter oxydans NBRC3293由来2-ketogluconate dehydrogenase遺伝子の同定とその活用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 片岡 尚也, 他
  • 学会等名: 酢酸菌研究会 第5回 研究集会
  • 発表場所: 沖縄県産業支援センター (那覇市)
• [学会発表] 大腸菌による1,3-ブタンジオール生産の効率化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 片岡 尚也, 他
  • 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 (広島市)