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2019 年度 実績報告書

基質特異性の「ゆるい」酢酸菌キノプロテイン脱水素酵素による新しい酸化的物質変換系

研究課題

研究課題/領域番号 17K07722
研究機関山口大学

研究代表者

藥師 寿治  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (30324388)

研究分担者 片岡 尚也  山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (50713509)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード酢酸菌 / 発酵 / 応用微生物 / 酵素 / バイオテクノロジー
研究実績の概要

酢酸菌は,他の微生物にはあまり見られない酸化的物質変換能を持ち,古くから酢酸発酵やビタミンC生産におけるソルボース発酵などに用いられてきた。これらは,細胞質膜の外側に存在する,ピロロキノリンキノン(PQQ)を補欠分子族とするキノプロテイン,フラビン(FAD)を補欠分子族とするフラボプロテイン,モリブドプテリン(MCD)を補欠分子族とするモリブドプロテイン脱水素酵素による酸化反応である。本研究では,本菌のキノプロテイン脱水素酵素が低い基質特異性(本研究では「ゆるい」と表現)持つことを利用して,新しい物質酸化系の構築を目的とした。最終年度は,グルコース脱水素酵素(GDH)を用いたラクトースからのラクトビオン酸生産において,不安定だった実験系を見直した。実験ごとに組換え酢酸菌の生育挙動が変動したりGDHの活性値が変動していた。そこで,発現に用いるプロモーターを見直したところ,発現量を下げる改変を行うことによってより安定な実験系を構築することができた。今後この菌株を用いることで研究を完成させる。つまり,酵素の高発現によって物質変換速度を上げることで,本来反応性が悪い基質を効率良く利用して物質生産できることを示す。
加えて,グルコノバクター属酢酸菌を用いて,より安定した形質転換系を目指した研究を行った。酢酸菌で行われていると考えられるDNAのメチル化を,大腸菌の中で再現させる試みを行った。しかし今回検討したメチル化酵素について,私たちの方法では改善が見られなかった。また,形質転換に用いるプラスミドDNAの改変も進めた。
グルコノバクター属酢酸菌には,機能未知のキノプロテインが4つあるので,それぞれの過剰発現株の構築を行った。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ユーリッヒ研究所(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ユーリッヒ研究所
  • [国際共同研究] カセサート大学/ラジャマンガラ工科大学イサン校(タイ)

    • 国名
      タイ
    • 外国機関名
      カセサート大学/ラジャマンガラ工科大学イサン校
  • [国際共同研究] ラオス国立大学(ラオス)

    • 国名
      ラオス
    • 外国機関名
      ラオス国立大学
  • [国際共同研究] カントー大学(ベトナム)

    • 国名
      ベトナム
    • 外国機関名
      カントー大学
  • [雑誌論文] The membrane-bound sorbosone dehydrogenase of Gluconacetobacter liquefaciens is a pyrroloquinoline quinone-dependent enzyme2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiharu Yakushi, Ryota Takahashi, Minenosuke Matsutani, Naoya Kataoka, Roque A. Hours, Yoshitaka Ano, Osao Adachi, Kazunobu Matsushita
    • 雑誌名

      Enzyme and Microbial Technology

      巻: 137 ページ: 109511

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.enzmictec.2020.109511

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Two tales of the respiratory chain: 呼吸鎖が物質生産に直接的に関わるお話と間接的に関わるお話2019

    • 著者名/発表者名
      薬師 寿治,片岡 尚也,松下 一信
    • 学会等名
      日本生物工学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Gluconobacter属酢酸菌由来5-ケト-フルクトース還元酵素の構造と機能2019

    • 著者名/発表者名
      グエン ミン ツイ,後藤 勝,野田 将平,片岡 尚也,足立 収生,松下 一信,薬師 寿治
    • 学会等名
      日本生化学会大会
  • [備考] 山口大学農学部応用微生物学研究室

    • URL

      http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~oubi/

  • [備考] 酢酸菌研究会

    • URL

      http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~jaab/

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公開日: 2021-01-27  

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