酵素複合体を導入した光合成細菌によるエチレン生産の相乗機構の解明と大量生産の研究

• 研究課題/領域番号: 26850224
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 環境農学(含ランドスケープ科学)
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 神藤 定生 名城大学, 理工学部, 助教 (90583865)
• 連携研究者: 田村 廣人 名城大学, 農学部, 教授 (90267972) ; 細田 晃文 名城大学, 農学部, 准教授 (50434618)
• 研究協力者: Bayer Edward A. ; Raphael Lamed
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2016年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014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: エチレン / シアノバクテリア / 酵素複合体 / Synechococcus / コヘシン / ドックリン / ACC合成酵素 / ACC酸化酵素 / セルロソーム / コヘシン-ドックリン

研究成果の概要

2014年度は、ACSの酵素モル比を1から2へ(strain SOC3A)、ACOの酵素モル比を1から2へ(strain SOC3B)それぞれ変更し、それぞれ1.3倍、1.7倍のバイオエチレン生産効率向上を観察した。また、2015年度は、MTA1(strain SOC3D1)および2(strain SOC3D2)を酵素反応系へ組み込み、それぞれ1.6倍、1.9倍のバイオエチレン生産効率向上を観察した。2016年度は、二酸化炭素からバイオエチレンへの物質変換効率を検討する事を目的に、バイオエチレン生産株のCO2吸収量とエチレン生産量を観察し、その比較を野生株(WT)との間で行った。

研究成果

• [雑誌論文] Complexity of the Ruminococcus flavefaciens FD-1 cellulosome reflects an expansion of family-related protein-protein interactions (2017)
  • 著者名/発表者名: Vered Israeli-Ruimy, Pedro Bule, Sadanari Jindou, Bareket Dassa, Sarah Moras, Ilya Borovok, Yoav Barak, Michal Slutzki, Yuval Hamberg, Vânia Cardoso, Victor D. Alves, Shabir Najmudin, Bryan A. White, Harry J. Flint, Harry J. Gilbert, Raphael Lamed, Carlos M. G. A. Fontes & Edward A. Bayer
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 42355-42355
  • DOI: 10.1038/srep42355
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Biochemical characterization of thermostable β-1,4-mannanase belonging to the glycoside hydrolase family 134 from Aspergillus oryzae (2017)
  • 著者名/発表者名: Kiyota SakaiMai MochizukiMiyuki YamadaYuta ShinzawaMiho MinezawaSaran KimotoShunsuke MurataYuhei KanekoSaaya IshiharaSadanari JindouTetsuo KobayashiMasashi KatoMotoyuki Shimizu
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Biotechnology 巻: 101 号: 8 ページ: 3237-3245
  • DOI: 10.1007/s00253-017-8107-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Standalone cohesin as a molecular shuttle in cellulosome assembly. (2015)
  • 著者名/発表者名: Voronov-Goldman M, Yaniv O, Gul O, Yoffe H, Salama-Alber O, Slutzki M, Levy-Assaraf M, Jindou S, Shimon LJ, Borovok I, Bayer EA, Lamed R, Frolow F.
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 589 号: 14 ページ: 1569-1579
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.04.013
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reassembly and co-crystallization of a family 9 processive endoglucanase from its component parts: structural and functional significance of the intermodular linker. (2015)
  • 著者名/発表者名: Petkun S, Rozman Grinberg I, Lamed R, Jindou S, Burstein T, Yaniv O, Shoham Y, Shimon LJ, Bayer EA, Frolow F.
  • 雑誌名: PeerJ 巻: e1126 ページ: e1126-e1126
  • DOI: 10.7717/peerj.1126
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Engineered Platform for Bioethylene Production by a Cyanobacterium Expressing a Chimeric Complex of Plant Enzymes (2014)
  • 著者名/発表者名: Jindou S, Ito Y, Mito N, Uematsu K, Hosoda A, Tamura H
  • 雑誌名: ACS Synthetic Biology 巻: 3 号: 7 ページ: 487-496
  • DOI: 10.1021/sb400197f
  • 査読あり
• [学会発表] 合成生物学的手法によるエチレン生成シアノバクテリアの改良 (2017)
  • 著者名/発表者名: 神藤定生，中尾領亜，坂本拓郎，細田晃文，田村廣人
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学
• [学会発表] 合成生物学的手法によるエチレン生成シアノバクテリアの改良―Ethylenome最適化によるエチレンの高生産 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神藤定生、林 茉依、細田晃文、田村廣人
  • 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] 合成生物学的手法により構築したシアノバクテリアによる CO2 からバイオエチレンへの変換効率に関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神藤 定生, 林 茉依, 細田 晃文, 田村 廣人
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 富山国際会議場
• [学会発表] 合成生物学的手法によるエチレン生成シアノバクテリアの改良―Ethylenome の反応系最適化によるエチレンの高生産 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神藤 定生, 石川 克也, 増井 寛, 武藤 和馬, 細田 晃文, 田村 廣人
  • 学会等名: 日本生物工学会2015年大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2015-10-26
• [学会発表] 合成生物学的手法によるエチレン生成シアノバクテリアの改良―Ethylenomeの反応系最適化によるエチレンの高生産 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神藤定生、増井寛、細田晃文、田村廣人
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] 合成生物学的手法によるエチレン生成シアノバクテリアの改良―Ethylenome過剰発現によるエチレンの高生産 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石川克也,神藤定生,細田晃文,田村廣人
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2015-03-28
• [備考] 遺伝子組換えシアノバクテリアによる二酸化炭素からのエチレン生成
  • URL: http://www-agr.meijo-u.ac.jp/labs/nn020/research05.html