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微生物が合成するポリヒドロキシアルカン酸(PHA)は環境低負荷型の生分解性プラスチックとして注目されている。本研究では微生物ゲノム情報を基盤として、物性の優れた共重合PHAを効率生産する微生物を分子育種することを目指す。
これまでに宿主として利用してきたRalstonia eutrophaのポリ(3-ヒドロキシブタン酸)[p(3HB)]合成能欠損株(PHB^-4株)は増殖能が野生株より劣ることから、R.eutropha野生株染色体上のPHA合成酵素遺伝子を広基質特異性のA.caviae由来遺伝子に相同性組換えにより特異的に置換した。得られたH16CAc株は植物油を炭素源として良好に増殖し、3-ヒドロキシヘキサン酸(3HHx)ユニットを含むP(3HB-co-3HHx)を乾燥菌体重量あたり84wt%と効率よく蓄積した。しかし3HHx分率が1.2mol%と高くないため、その向上が今後の課題である。
一方、側鎖のない3-ヒドロキシプロピオン酸(3HP)ユニットを含むP(3HB-co-3HP)も柔軟性が改善されたPHAである。これまでP(3HB-co-3HP)の合成には培地に3HPなどの高価な炭素源を添加しなければならなかった。そこで緑色非硫黄細菌Chloroflexus aurantiacusの炭酸固定経路3HPサイクルの鍵酵素であるマロニル-CoAレダクターゼと3HP-CoAシンテターゼの両遺伝子をR.eutropha野生株に導入した。本組換え株はフルクトースを炭素源として3HPユニットを1.6mol%含むP(3HB-co-3HP)を生合成することを確認した。
さらに、代謝物を網羅的に測定するメタボローム解析をPHA生産菌に適用する準備として、各種構造・鎖長のアシル-CoAを化学合成および酵素変換の組み合わせで合成した。
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