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2010 年度 実績報告書

バイオベース有機酸生産のための代謝工学的機能改変による糸状菌セルファクトリの創製

研究課題

研究課題/領域番号 22580093
研究機関早稲田大学

研究代表者

桐村 光太郎  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90195412)

キーワード応用微生物 / 酵素 / 発酵 / バイオテクノロジー / 有機酸 / クロコウジカビ / ポリケタイド / 代謝工学
研究概要

本年度は、下記の3項目について検討し、記載の成果を得ることに成功した。これらの成果を有効に利用して、代謝工学的改変によりクエン酸生産糸状菌の能力を活用した糸状菌セルファクトリの創製を進めている。
(1)新規なサリチル酸脱炭酸酵素を利用した有用有機酸の生産
Trichosporon属酵母に新規なサリチル酸脱炭酸酵素を発見し、当該酵素が酵素的Kolbe-Schmitt反応に利用可能なことを明らかにした。とくに、水系反応によるp-アミノサリチル酸の酵素的生産に世界で初めて成功し、モル変換効率70%を達成した。
(2)ポリケタイド合成酵素(PKS)のクローニングと高発現株の作製
クエン酸生産糸状菌Aspergillus nigerに見出されたPKS遺伝子群について解析した。とくに、真核微生物には稀少なIII型PKS遺伝子1個を発見したため、当該cDNAを大腸菌を宿主として高発現させ機能の解析に利用した。大腸菌で生産させた組換えIII型PKSの反応について検討し、LC-MSやNMRにより各化合物を同定した。とくに、アセチル-CoAやマロニル-CoAを基質とした場合には、種々の構造のトリケタイドあるいはテトラケタイド型のピロンが合成されることを明らかにした。
(3)オキサロ酢酸加水分解酵素(OAH)遺伝子に関する遺伝子破壊株と高発現株の作製
クエン酸生産糸状菌の染色体上に存在するOAH遺伝子について破壊株を作製し、シュウ酸生産能力の欠失を確認した。また、OAH遺伝子高発現株を作製したところ、原株と比較して著量の生産量の増大が認められた。なお、これらの研究を実施するため、ku80遺伝子破壊等による高効率相同組換え系を作製し、目的とする遺伝子の選択的破壊を可能にした。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Production of p-Aminosalicylic Acid through Enzymatic Kolbe-Schmitt Reaction Catalyzed by Reversible Salicylic Acid Decarboxylase2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kirimura, S.Yanaso, S.Kosaka, K.Koyama, T.Hattori, Y.Ishii
    • 雑誌名

      Chem.Lett.

      巻: 40 ページ: 206-208

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increase of Gene-targeting Frequencies by Disruption of kueA as a ku80 Homolog in Citric Acid-producing Aspergillus niger2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Honda, K.Kobayashi, K.Kirimura
    • 雑誌名

      Biosci.Biotechnol.Biochem.

      巻: 75(in press)

    • 査読あり
  • [学会発表] Aspergillus niger由来III型ポリケタイド合成酵素の基質特異性と反応生成物2011

    • 著者名/発表者名
      宮井希美、米原広海、本田裕樹、服部貴澄、桐村光太郎
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会(2011年度)
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-03-27
  • [学会発表] クエン酸生産糸状菌由来ku80破壊株における相同組換え効率の向上2010

    • 著者名/発表者名
      本田裕樹、小林慶一、桐村光太郎
    • 学会等名
      第10回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2010-11-19
  • [学会発表] Aspergillus niger由来III型ポリケタイド合成酵素遺伝子の機能解析2010

    • 著者名/発表者名
      宮井希美、本田裕樹、服部貴澄、桐村光太郎
    • 学会等名
      第10回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2010-11-19
  • [学会発表] クエン酸生産糸状菌Aspergillus niger由来ku80破壊株の作製と相同組換え効率の向上2010

    • 著者名/発表者名
      小林慶一、本田裕樹、桐村光太郎
    • 学会等名
      日本生物工学会大会(2010年度)
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2010-10-29
  • [学会発表] 酵母Trichosporon moniliiformeにおけるサリチル酸脱炭酸酵素が関与する新規なサリチル酸分解経路2010

    • 著者名/発表者名
      本田裕樹、服部貴澄、岩崎勇一郎、石井義孝、桐村光太郎
    • 学会等名
      日本生物工学会大会(2010年度)
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2010-10-28
  • [学会発表] 可逆的サリチル酸脱炭酸酵素における部位特異的変異を利用したサリチル酸合成活性の向上2010

    • 著者名/発表者名
      小坂祥代、本田裕樹、服部貴澄、桐村光太郎
    • 学会等名
      日本生物工学会大会(2010年度)
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2010-10-28

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公開日: 2012-07-19  

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