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2020 年度 実施状況報告書

微生物産生バイオビニルの体系化と創薬シード化合物としての利用展開基盤

研究課題

研究課題/領域番号 19K05767
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

麻生 祐司  京都工芸繊維大学, 繊維学系, 教授 (70380590)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードバイオビニル / イタコン酸 / 発酵 / 創薬
研究実績の概要

Aspergillus niger S17-5の生産するバイオビニルである9-ヒドロキシヘキシルイタコン酸(9-HHIA)と10-ヒドロキシヘキシルイタコン酸(10-HHIA)の生産条件を最適化した。フラスコを用いて、9-HHIAおよび10-HHIAの前駆物質として考えられるオクタン酸を添加した3%グルコース含有培地でS17-5株を25日間培養したところ、9-HHIAおよび10-HHIA生産性が約1.3倍増加することを明らかにした。よって、オクタン酸が9-HHIAおよび10-HHIAの前駆物質であり、イタコン酸と類似の生合成経路で両バイオビニルが生合成されることが示唆された。次に、イタコン酸の発酵システムをベースに、9-HHIAおよび10-HHIAの発酵システムを構築した。発酵槽に連結したDOセンサ、pHセンサ、マスフローボックス、DOプロセスコントローラ、エアレーションユニット、ポンプが連動し、通気量やpHを自動制御可能なシステムとした。本システムを用いて、100 mMオクタン酸を添加した3%グルコース含有培地にてS17-5を培養した結果、培養0日目に9-HHIAおよび10-HHIAをそれぞれ0.48、1.54 g/Lを生産できた。よって、構築した発酵システムを用いることでバイオビニルを発酵生産できることがわかった。本研究は、バイオビニルの生産条件の最適化と発酵槽を用いた培養における初めての報告である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

オクタン酸がバイオビニルである9-HHIAおよび10-HHIAの前駆物質であることを明らかにするとともに、これを基にして発酵条件の最適化を行うことができた。

今後の研究の推進方策

新たなバイオビニル生産菌の取得と構造解析を行う。また、バイオビニルの構造-機能相関解析を明らかにすることで、バイオビニルの創薬シード化合物として利用するための基盤を確立する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件)

  • [雑誌論文] Microbial Screening Based on the Mizoroki-Heck Reaction Permits Exploration of Hydroxyhexylitaconic-Acid-Producing Fungi in Soils2020

    • 著者名/発表者名
      Sano Mei、Yada Ryoki、Nomura Yusuke、Kusukawa Takahiro、Ando Hiroshi、Matsumoto Keiji、Wada Kazuhito、Tanaka Tomonari、Ohara Hitomi、Aso Yuji
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 8 ページ: 648~648

    • DOI

      10.3390/microorganisms8050648

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biobased Poly(itaconic Acid-co-10-Hydroxyhexylitaconic Acid)s: Synthesis and Thermal Characterization2020

    • 著者名/発表者名
      Aso Yuji、Sano Mei、Yada Ryoki、Tanaka Tomonari、Aoki Takashi、Ohara Hitomi、Kusukawa Takahiro、Matsumoto Keiji、Wada Kazuhito
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 13 ページ: 2707~2707

    • DOI

      10.3390/ma13122707

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Itaconic acid derivatives: structure, function, biosynthesis, and perspectives2020

    • 著者名/発表者名
      Sano Mei、Tanaka Tomonari、Ohara Hitomi、Aso Yuji
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 104 ページ: 9041~9051

    • DOI

      10.1007/s00253-020-10908-1

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2021-12-27  

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