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ATP生産能が高いポリリジン生産放線菌を宿主とした有用物質生産

公募研究

研究領域生合成マシナリー:生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御
研究課題/領域番号 23108520
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関福井県立大学

研究代表者

濱野 吉十  福井県立大学, 生物資源学部, 准教授 (50372834)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2011年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード二次代謝産物 / 生合成遺伝子 / 放線菌 / 発現ベクター / ポリリジン / 2次代謝産物 / ATP / 発現系 / プロモーター / 物質生産
研究実績の概要

本研究では、二次代謝産物の生合成遺伝子群の機能発現を行う斬新かつ挑戦的な戦略として、『ATP生産能が高いε-PL生産放線菌を宿主とした有用物質生産』を提案し、ε-PL合成酵素遺伝子(pls)のプロモーター(Ppls)を利用することでターゲット遺伝子を2次代謝特異的に発現させつつ、さらに、2次代謝特異的にATP細胞内プールが上昇するε-PL生産放線菌を利用することで高効率な物質生産を目的とする。H24年度の研究では、次ぎの2つの研究項目を行った。
研究項目2-(1) pLAE009を基盤とした各種発現ベクターの構築と発現量の向上
pLAE009はターゲット遺伝子産物をC末端Hisタグ融合タンパク質として発現できるようデザインされており、実際に、膜酵素であるPlsの組換え酵素の構築に成功している。現在、pLAE009におけるリボソーム結合部位(RBS)は、pls遺伝子の配列をそのまま利用している。そこで、より発現量を向上させる試みとして、RBS配列の改良を行った。2種類のRBS配列を有する発現ベクター、pLAE009bとpLAE009cを構築しPlsの発現量を評価したところ、いずれも発現量の向上が観察された。
研究項目2-(2) 各種2次代謝産物生合成遺伝子の機能発現による有用物質生産
pNO33レプリコンを有するpLAE009は、放線菌で汎用されるpIJ702やpOJ446と和合性であることから、これらベクターと共存できる。そこで、抗生物質ストレプトスリシン生合成遺伝子クラスターを有するpOJ446とβリジンオリゴペプチド合成酵素を有するpLAE009を用いこれら遺伝子の共発現を行ったところ、βリジンオリゴペプチドのペプチド鎖長がより伸びたストレプトスリシンの物質生産に成功した。さらに、乳酸菌由来のヒアルロン酸生合成遺伝子の機能発現にも成功した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A stand-alone adenylation domain forms amide bonds in streptothricin biosynthesis2012

    • 著者名/発表者名
      Chitose Maruyama, Junya Toyoda, YasYasuo Kato, Miho Izumikawa, Motoki TakYasuo Kato, Miho Izumikawa, Motoki Takagi, Kazuo Shin-ya, Hajime Katano, Takashi Utagawa, and Yoshimitsu Hamano
    • 雑誌名

      Nature Chem. Biol

      巻: 8 号: 9 ページ: 791-797

    • DOI

      10.1038/nchembio.1040

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Streptothricin (ST)生合成酵素群を利用した新規化合物の創製2012

    • 著者名/発表者名
      濱野 吉十
    • 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
      2012-10-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] A stand-alone adenylation domain catalyzes multiple amide-bond formation in streptothricin biosynthesis2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Hamano
    • 学会等名
      Directing Biosynthesis III
    • 発表場所
      Nottingham (UK)
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] A stand-alone adenylation domain catalyzes multiple amide-bond formation in streptothricin biosynthesis2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Hamano
    • 学会等名
      Society of Industrial Microbiology and Biotechnology (SIMB) 2012 meeting
    • 発表場所
      Washington DC (US)
    • 年月日
      2012-08-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ホモポリアミノ酸構造を有する天然生理活性物質の生合成機構と有用物質生産への展開2012

    • 著者名/発表者名
      濱野吉十
    • 学会等名
      東京大学薬学部講演会
    • 発表場所
      東京(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ホモポリアミノ酸構造を有する天然生理活性物質の生合成機構と有用物質生産への展開2012

    • 著者名/発表者名
      濱野 吉十
    • 学会等名
      第2回生合成マシナリー札幌セミナー
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Streptothricin (ST)生合成酵素群を利用した新規化合物の創製2011

    • 著者名/発表者名
      丸山千登勢, ほか
    • 学会等名
      日本生物工学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-09-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Streptothricin (ST)生合成酵素群を利用した新規化合物の創製2011

    • 著者名/発表者名
      丸山千登勢, ほか
    • 学会等名
      日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 福井県立大学 生物資源学部 濱野グループ

    • URL

      http://www.s.fpu.ac.jp/hamano/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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