酢酸菌が行う酢酸発酵における残された課題：アセトアルデヒド酸化に関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23580115
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 藥師 寿治 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (30324388)
• 研究分担者: 松下 一信 山口大学, 農学部, 教授(特命) (50107736)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 酢酸発酵 / 酢酸菌 / アセトアルデヒド / アルデヒド脱水素酵素 / パラログ / 膜タンパク質 / ユビキノン / 遺伝子破壊

研究概要

酢酸菌が行う酢酸発酵は，微生物によるエタノールから酢酸への物質変換である。本研究では，酢酸菌Acetobacter pasteurianusにおいてアルデヒドの酸化を担うアルデヒド脱水素酵素ALDHの遺伝学的・生化学的解析を行った。本菌には，酢酸発酵に主体的に関わるカノニカルALDHと酢酸発酵にあまり貢献できないパラログALDHの二つの酵素を持つことが明らかとなった。至適pHやアセトアルデヒドに対する親和性という観点でも二つの酵素は特徴を持っていた。パラログALDHは複合体として精製することができたが，カノニカルALDHは不安定であると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Overexpression of a type II 3-dehydroquinate dehydratase enhances the biotransformation of quinate to 3-dehydroshikimate in Gluconobacter oxydans (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishikura-Imamura S, Matsutani, M, Insomphun C, Vangnai A.S, Toyama H, Yakushi T, Abe T, Adachi O, Matsushita K.
  • 雑誌名: Appl Microbiol Biotechnol 巻: 98 ページ: 2955-2963
  • 査読あり
• [雑誌論文] The electron transfer pathway in direct electrochemical communication of fructose dehydrogenase with electrodes (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawai S, Yakushi T, Matsushita K, Kitazumi Y, Shirai O, Kano K.
  • 雑誌名: Electrochemistry Communications 巻: 38 ページ: 28-31
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyanide-insensitive quinol oxidase (CIO) from Gluconobacter oxydans is a unique terminal oxidase subfamily of cytochrome bd (2013)
  • 著者名/発表者名: Miura H, Mogi T, Ano Y, Migita C.T, Matsutani M, Yakushi T, Kita K, Matsushita K.
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 153 ページ: 535-545
  • 査読あり
• [雑誌論文] Draft Genome Sequence of Dihydroxyacetone-Producing Gluconobacter thailandicus Strain NBRC 3255 (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsutani M, Kawajiri E, Yakushi T, Adachi O, Matsushita K.
  • 雑誌名: Genome Announc 巻: 1 ページ: e0011813
• [雑誌論文] Change in product selectivity during the production of glyceric acid from glycerol by Gluconobacter strains in the presence of methanol (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato S, Morita N, Kitamoto D, Yakushi T, Matsushita K, Habe H.
  • 雑誌名: AMB Express 巻: 3 ページ: 20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive mutation of Acetobacter pasteurianus SKU1108 enhances acetic acid fermentation ability at high temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsutani M, Nishikura M, Saichana N, Hatano T, Masud-Tippayasak U, Theergool G, Yakushi T, Matsushita K.
  • 雑誌名: J Biotechnol 巻: 165 ページ: 109-119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterologous overexpression and characterization of a flavoprotein-cytochrome c complex fructose dehydrogenase of Gluconobacter japonicus NBRC3260 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawai S, Goda-Tsutsumi M, Yakushi T, Kano K, Matsushita K.
  • 雑誌名: Appl Environ Microbiol 巻: 79 ページ: 1654-1660
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome-wide phylogenetic analysis of differences in thermotolerance among closely related Acetobacter pasteurianus strains (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsutani M, Hirakawa H, Saichana N, Soemphol W, Yakushi T, Matsushita K.
  • 雑誌名: Microbiology 巻: 158 ページ: 229-239
  • 査読あり
• [学会発表] Acetobacter pasteurianus SKU1108の2つの膜結合型アルデヒド脱水素酵素の精製および特徴付け (2014)
  • 著者名/発表者名: 新納俊,児玉知大,松谷峰之介,片岡尚也,藥師寿治,松下一信
  • 学会等名: 日本生化学会中国四国支部例会
  • 発表場所: 愛媛大学(松山市)
  • 年月日: 20140606-07
• [学会発表] Acetobacter pasteurianus SKU1108アルデヒド脱水素酵素のパラログセットaldSLCは酢酸発酵を保証できない (2013)
  • 著者名/発表者名: 新納俊,児玉知大,藥師寿治,Theeragool Gunjana,松下一信
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島市)
  • 年月日: 20130918-20
• [学会発表] 酢酸菌Acetobacter pasteurinus SKU1108が行う酢酸発酵における膜結合型アルデヒド脱水素酵素の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 児玉智大,藥師寿治,松谷峰之介,ティーラグール・ガンジャナ,松下一信
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 年月日: 20130325-27
• [学会発表] Tales of two enzymes : membrane-bound alcohol dehydrogenase and aldehyde dehydrogenase of acetic acid bacteria (2012)
  • 著者名/発表者名: Yakushi T, Mukai H, Kodama T, Matsutani M, Theeragool G, Matsushita K.
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Acetic Acid Bacteria -Vinegar and other products
  • 発表場所: Cordoba (Spain)
  • 年月日: 20120417-20
• [学会発表] 酢酸菌Acetobacter pasteurianus SKU1108の膜結合型アルデヒド脱水素酵素が酢酸発酵に関与する遺伝学的証拠 (2012)
  • 著者名/発表者名: 児玉智大,藥師寿治,松谷峰之介,ティーラグール・ガンジャナ,松下一信
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学(京都)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Reverse genetics for membrane-bound aldehyde dehydrogenase of Acetobacter pasteurianus SKU1108 (2011)
  • 著者名/発表者名: Kodama T, Matsutani M, Yakushi T, Theeragool G, Matsushita K.
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌)
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] Evidence for the involvement of a molybdocofactor-dependent aldehyde dehydrogenase in the acetic acid fermentation of thermotolerant Acetobacter pasteurianus SKU1108 (2011)
  • 著者名/発表者名: Yakushi T, Kodama T, Matsutani M, Theeragool G, Matsushita K.
  • 学会等名: The 4th International Conference on Fermentation Technology for Value Added Agricultural Products
  • 発表場所: Kosa Hotel (コンケン,タイ国)
  • 年月日: 2011-08-29
• [図書] 酢の機能と科学(食物と健康の科学シリーズ) (2012)
  • 著者名/発表者名: 松下一信,藥師寿治(分担執筆)
  • 総ページ数: 15ページ(136-150)
  • 出版者: 朝倉書店
• [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/
• [産業財産権] 高温酢酸発酵酢酸菌 (2014)
  • 発明者名: 松下一信,薬師寿治,足立収生,ティーラーグール・ガンジャナ,秦野智行
  • 権利者名: 国立大学法人山口大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許第5470807号
  • 取得年月日: 2014-02-14
  • 外国
• [産業財産権] 酢酸生産能が向上した酢酸菌の育種方法 (2012)
  • 発明者名: 松下一信,秦野智行,薬師寿治,松谷峰之介,ナツァラン・サイチャナ,西倉慎顕,ティーラーグール・ガンジャナ
  • 権利者名: 国立大学法人山口大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2012-210068
  • 出願年月日: 2012-09-24
  • 外国