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乳酸ポリマー中のモノマー分率を高度に制御する微生物酵素の進化工学研究

研究課題

研究課題/領域番号 26660080
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 応用生物化学
研究機関北海道大学

研究代表者

田口 精一  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70216828)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードポリヒドロキシアルカン酸 / 乳酸ポリマー / 乳酸分率 / アセトアセチルCoA還元酵素 / 進化工学 / 速度論的解析 / ポリマー物性 / コリネ型細菌 / 飽和変異
研究成果の概要

乳酸重合酵素の開発を契機に、従来の微生物ポリエステルであるポリヒドロキシ酸ファミリーを拡張した乳酸ポリマーの微生物合成系開発に成功してる。本申請課題では、乳酸と共重合化モノマー3HB(3-hydroxybutyrate)とのコポリマー中のモノマー分率の制御を目指し、NADPH依存型acetoacetyl-CoA還元酵素(PhaB)に焦点を当て、実験室内進化を実施したところ、活性が向上しポリマー生産性も向上させる2種の優良変異酵素を取得できた。立体構造上で考察してみたところ、これらの変異効果が基質認識に関与する領域での構造柔軟性に起因することが推察された。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 謝辞記載あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 14件) 図書 (4件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Microbial production of poly(lactate-co-3-hydroxybutyrate) from hybrid Miscanthus-derived sugars2016

    • 著者名/発表者名
      J. Sun, C. Utsunomia, S. Sasaki, K. Matsumoto, T. Yamada, T. Ooi, S. Taguchi
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 80 号: 4 ページ: 818-820

    • DOI

      10.1080/09168451.2015.1116933

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhanced cellular content and lactate fraction of the P(lactate-co-3-hydroxybutyrate) produced in recombinant Escherichia coli by the deletion of sigma factor RpoN2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kadoya, Y. Kodama, K. Matsumoto, S. Taguchi
    • 雑誌名

      J. Biosci. Bioeng.

      巻: 119 号: 4 ページ: 427-429

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2014.09.001

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] MtgA deletion-triggered cell enlargement of Escherichia coli for enhanced intracellular polyester accumulation2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kadoya, Matsumoto, T. Ooi, S. Taguchi
    • 雑誌名

      PLos ONE

      巻: 10 号: 6 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0125163

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Indirect positive effects of a sigma factor RpoN deletion on the lactate-based polymer production in Escherichia coli2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kadoya, Y. Kodama, K. Matsumoto, S. Taguchi
    • 雑誌名

      Bioengineered

      巻: 6 号: 5 ページ: 307-311

    • DOI

      10.1080/21655979.2015.1069449

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Molecular weight-dependent degradation of D-lactate-containing polyesters by polyhydroxyalkanoate depolymerases from Variovorax sp. C34 and Alcaligenes faecalis T12015

    • 著者名/発表者名
      J. Sun, K. Matsumoto, Y. Tabata, R. Kadoya, T. Ooi, H. Abe, S. Taguchi
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol. Biotechnol.

      巻: 99 ページ: 555-9563

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhanced poly(3-hydroxybutyrate) production in transgenic tobacco BY-2 cells using engineered acetoacetyl-CoA reductase2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoo, K. Matsumoto, J. M. Nduko, T. Ooi, S. Taguchi
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 3 号: 6 ページ: 1-3

    • DOI

      10.1080/09168451.2014.1002448

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deletion of the pflA gene in Escherichia coli LS5218 and its effects on the production of polyhydroxyalkanoates using beechwood xylan as a feedstock2014

    • 著者名/発表者名
      L. S.-Cardona, R. A. Scheel, B. R. Lundgren, A. J. Stipanovic, K. Matsumoto, S. Taguchi, C. T. Nomura
    • 雑誌名

      Bioengineered

      巻: 5 ページ: 284-287

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improved production of poly(lactic acid)-like polyester based on metabolite analysis to address the rate-limiting step2014

    • 著者名/発表者名
      Ken’ichiro Matsumoto, Kota Tobitani, Shunsuke Aoki, Yuyang Song, Toshihiko Ooi, Seiichi Taguchi
    • 雑誌名

      AMB Express

      巻: 4 号: 1 ページ: 83-83

    • DOI

      10.1186/s13568-014-0083-2

    • NAID

      120005649137

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enzymatic characterization of a depolymerase from the isolated bacterium Variovorax sp. C34 that degrades poly(enriched lactate-co-3-hydroxybutyrate)2014

    • 著者名/発表者名
      J. Sun, K. Matsumoto, J. M. Nduko, T. Ooi, S. Taguchi
    • 雑誌名

      Polym. Degrad. Stabilit.

      巻: 110 ページ: 44-49

    • DOI

      10.1016/j.polymdegradstab.2014.08.013

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Biosynthesis and properties of PLA-related polymers2016

    • 著者名/発表者名
      S. Taguchi
    • 学会等名
      ICES Seminar
    • 発表場所
      Pesek Road, Jurong Island, Singapore
    • 年月日
      2016-04-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Advances in microbial system for production of PLA-related polymers2015

    • 著者名/発表者名
      S. Taguchi
    • 学会等名
      American Chemical Society, Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-17
    • 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] Engineering of Bacteria and pathways toward efficient plastic production from renewable feedstock2015

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, J. M. Nduko, J. Sun, S. Taguchi
    • 学会等名
      5th Symposium on Academic Exchange and Collaborative Research
    • 発表場所
      ETH, Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 風船大腸菌でバイオプラスチックを作る2015

    • 著者名/発表者名
      田口精一
    • 学会等名
      BioJapan2015、主催者セミナー「グリーンバイオ分野の新たなイノベーション創出に向けて」
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、アネックスホール、横浜
    • 年月日
      2015-10-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biosynthesis and properties of eco-friendly polymers2015

    • 著者名/発表者名
      S. Taguchi
    • 学会等名
      Taiwan Bilateral Polymer Symposium 2015
    • 発表場所
      Sapporo, Hokkaido
    • 年月日
      2015-09-03
    • 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] 多元ポリ乳酸のバイオマス原料からの微生物合成一貫プロセス開発2015

    • 著者名/発表者名
      田口精一
    • 学会等名
      第5回 合成生物工学シンポジウム
    • 発表場所
      神戸大学統合研究拠点コンベンションホール
    • 年月日
      2015-08-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biosynthetic PLA-related polymers improved by the metabolic engineering and enzyme engineering2015

    • 著者名/発表者名
      S. Taguchi
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Bio-based Polymers
    • 発表場所
      The National University of Singapore (NUS), Faculty of Engineering, Singapore
    • 年月日
      2015-06-25
    • 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] Production of Unusual Microbial Polyesters2014

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, M. Miyake, S. Terai, T. Kabe, T. Shiba, T. Ooi, T. Iwata, S. Taguchi
    • 学会等名
      IPC2014 The 10th SPSJ International Polymer Conference
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2014-12-02 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Microbial Plastic Factory: New Lactate-Based and Related Biopolymers2014

    • 著者名/発表者名
      S. Taguchi
    • 学会等名
      2nd International Conference on Bioinspired and Biobased Chemistry & Materials,
    • 発表場所
      Nice, France
    • 年月日
      2014-10-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biosynthesis of polyesters consisting of 2-hydroxyalkanoates and their applications2014

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, J. Sun, T. Ooi, S. Taguchi
    • 学会等名
      ISBP 2014 International Symposium on Biopolymers
    • 発表場所
      Mendes Plaza Hotel, Santos, Brazil
    • 年月日
      2014-09-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Microbial plastic factory driven by renewable carbon sources2014

    • 著者名/発表者名
      S. Taguchi, K. Matsumoto
    • 学会等名
      第8回 日本-韓国バイオマスシンポジウム
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二酸化炭素からプラスチックを合成する人工生命システムの創成 -最短の合成ルートは?-2014

    • 著者名/発表者名
      松本謙一郎、横尾俊憲、大井俊彦、田口精一
    • 学会等名
      日本生物工学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biosynthesis, properties and enzymatic degradation of poly(2-hydroxyalkanoates)2014

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, S. Taguchi
    • 学会等名
      248th ACS National Meeting and Exposition
    • 発表場所
      The Hilton San Francisco Union Square, San Fransisco, CA, USA
    • 年月日
      2014-08-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二酸化炭素の資源化を目指した環境バイオテクノロジー:バイオの力でプラスチックを!2014

    • 著者名/発表者名
      田口精一
    • 学会等名
      日本工学アカデミー北海道・東北地区札幌講演会
    • 発表場所
      北海道大学工学部、アカデミックラウンジ
    • 年月日
      2014-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Encyclopedia of Polymeric Nanomaterials2015

    • 著者名/発表者名
      Ken’ichiro Matsumoto, Kenji Tajima, Seiichi Taguchi
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      Springer Berlin Heidelberg,
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] ACS Symposium Series, Green Polymer Chemistry: Biobased Materials and Biocatalysis2015

    • 著者名/発表者名
      J. Masani Nduko, J. Sun, S. Taguchi
    • 総ページ数
      19
    • 出版者
      American Chemical Society
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Corynebacterium glutamicum: From Systems Biology to Biotechnological Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Song, J. Masani Nduko, K. Matsumoto, S. Taguchi
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      Caister Academic Press
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Corynebacterium glutamicum: From Systems Biology to Biotechnological Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Song, J. M. Nduko, K. Matsumoto, S. Taguchi
    • 総ページ数
      196
    • 出版者
      Caister Academic Press
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/seika/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 高分子量微生物産生ポリエステルの合成法2015

    • 発明者名
      松本謙一郎、田口精一
    • 権利者名
      松本謙一郎、田口精一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-08-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] MtgA遺伝子の欠損した微生物2015

    • 発明者名
      田口精一、門屋亨介
    • 権利者名
      田口精一、門屋亨介
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-05-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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