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2013 年度 実施状況報告書

ピルビン酸低減清酒酵母のピルビン酸低減メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 24580117
研究機関佐賀大学

研究代表者

北垣 浩志  佐賀大学, 農学部, 准教授 (70372208)

キーワード清酒酵母 / ピルビン酸 / ゲノム / ミトコンドリア
研究概要

ピルビン酸低減清酒酵母のピルビン酸低減メカニズムを探るために、3つのアプローチで研究を行った。
1 まずピルビン酸低減清酒酵母のミトコンドリア呼吸能の測定及び炭素代謝フラックス解析を行った。その結果、ピルビン酸低減清酒酵母ではミトコンドリア呼吸活性が増加し、ミトコンドリア代謝活性が増加していることを明らかにした。この結果は、ピルビン酸低減清酒酵母のピルビン酸低生産性は、この株のミトコンドリア呼吸活性及びミトコンドリア代謝活性の増加によりもたらされていることを示唆している。
2 ピルビン酸低減清酒酵母のゲノム解析により明らかになった候補遺伝子13個について、それらの変異を導入するプラスミドをin fusion cloning法により作成した。今後これらのプラスミドを清酒酵母の一倍体に導入して清酒を仕込み、ピルビン酸の生産性を調べればどの遺伝子変異がピルビン酸の低生産性をもたらすかが明らかになると期待される。
3 ピルビン酸低減清酒酵母の2倍体を胞子形成させ、一倍体を9株取得した。それらの一倍体で清酒を仕込んだ結果、6株が低ピルビン酸性で3株が高ピルビン酸性であることが明らかになった。これらの一倍体のゲノム配列を明らかにすれば、ピルビン酸低減をもたらす遺伝子変異が明らかになると期待される。しかしまだ9株では数が足りないので、一倍体を増やすために再びピルビン酸低減清酒酵母を胞子形成させ、一倍体取得を試みている。

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

ピルビン酸低減清酒酵母のミトコンドリア呼吸活性及びミトコンドリア代謝活性が増加していることを明らかにしたから。

今後の研究の推進方策

ピルビン酸低減清酒酵母から多数一倍体を取得し、ピルビン酸生産性を調べそのゲノム配列との関連を調べることでピルビン酸低減をもたらす遺伝子変異が明らかになる。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Improved sake metabolic profile during fermentation due to increased mitochondrial pyruvate dissimilation.2014

    • 著者名/発表者名
      Gennaro Agrimi, Maria C. Mena, Kazuki Izumi , Isabella Pisano, Lucrezia Germinario, Hisashi Fukuzaki , Luigi Palmieri, Lars M. Blank and Hiroshi Kitagaki
    • 雑誌名

      FEMS Yeast Research, 14(2):249-260 (2014)

      巻: 14 ページ: 249-260

    • DOI

      10.1111/1567-1364.12120

    • 査読あり
  • [雑誌論文] エレクトロスプレーイオン化質量分析(ESI-MS/MS)による芋焼酎粕に含まれるグルコシルセラミドの構造決定2014

    • 著者名/発表者名
      澤田和敬、中畑絵里子、柘植圭介、平田みよ、髙峯和則、永尾晃治、北垣浩志*
    • 雑誌名

      日本醸造学会誌

      巻: 4 ページ: 1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 清酒酵母のミトコンドリア活性・分解に制御される新たな代謝経路の解明とそれに基づいた醸造技術の開発2014

    • 著者名/発表者名
      北垣浩志
    • 雑誌名

      日本醸造協会誌

      巻: 109 ページ: 1-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of ethanol fermentation of Saccharomyces cerevisiae sake yeast strain by disrupting mitophagy function.2014

    • 著者名/発表者名
      Shodai Shiroma, Lahiru Niroshan Jayakody, Kenta Horie, Koji Okamoto and Hiroshi Kitagaki*
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 80 ページ: 1002-1012

    • DOI

      10.1128/AEM.03130-13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sphingolipids in the unutilized biomass resources of alcohol and fermentation industries in Japan.2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Izumi and Hiroshi Kitagaki*
    • 雑誌名

      Current Research in Agricultural and Food Chemistry

      巻: 3 ページ: 1-41

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitochondrial metabolism and stress response of yeast: Applications in fermentation technologies.2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitagaki* and Hiroshi Takagi
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering, in press (2013).

      巻: 117 ページ: 383-393.

    • DOI

      doi: 10.1016/j.jbiosc.2013.09.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitation and structural determination of glucosylceramides contained in sake lees.2014

    • 著者名/発表者名
      Koshiro Takahashi, Kazuki Izumi, Eriko Nakahata, Miyo Hirata, Kazutaka Sawada, Keisuke Tsuge, Koji Nagao and Hiroshi Kitagaki*
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 63 ページ: 15-23

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 焼酎粕・酒粕・麹菌から見出したグルコシルセラミドの構造および機能性2013

    • 著者名/発表者名
      北垣浩志、尾上貴俊、長崎歩、北村整一
    • 雑誌名

      Fragrance Journal

      巻: 41 ページ: 21-27

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of the role of mitochondria of sake yeast during sake brewing and its applications in fermentation technologies.2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitagaki*, Haidong Tan and Lahiru Niroshan Jayakody.
    • 雑誌名

      AGri-Bioscience Monographs

      巻: 3 ページ: 1-12

    • DOI

      10.5047/agbm.2013.00301.0001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Engineering redox cofactor utilization for detoxification of glycolaldehyde, a key inhibitor of bioethanol production, in yeast Saccharomyces cerevisiae.2013

    • 著者名/発表者名
      Lahiru N. Jayakody, Kenta Horie, Nobuyuki Hayashi and Hiroshi Kitagaki*
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 97 ページ: 6589-6600

    • DOI

      10.1007/s00253-013-4997-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ミトコンドリア~敵か味方か~2013

    • 著者名/発表者名
      城間祥大、北垣浩志*
    • 雑誌名

      日本乳酸菌学会誌

      巻: 24 ページ: 41

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of sulfate ion as one of the key component of yeast spoilage of a sports drink through genome-wide expression analysis2013

    • 著者名/発表者名
      Lahiru N. Jayakody, Keisuke Tsuge, Akihiro Suzuki, Hitoshi Shimoi and Hiroshi Kitagaki*
    • 雑誌名

      Journal of General and Applied Microbiology

      巻: 59 ページ: 227-238

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Breeding researches of sake yeasts in Japan: History, recent technological advances, and future perspectives.2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kitagaki* and Katsuhiko Kitamoto
    • 雑誌名

      Annual Review of Food Science and Technology

      巻: 4 ページ: 215-235

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 加圧熱水処理セルロースに含まれるグリコールアルデヒドに耐性を持つ酵母の育種2013

    • 著者名/発表者名
      北垣浩志、Lahiru N. Jayakody、林信行
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 71 ページ: 155-156

    • 査読あり
  • [学会発表] ピルビン酸低減清酒酵母のミトコンドリア解析2014

    • 著者名/発表者名
      Gennaro Agrimi, Maria C. Mena, Kazuki Izumi , Isabella Pisano, Lucrezia Germinario, Hisashi Fukuzaki , Luigi Palmieri, Lars M. Blank and Hiroshi Kitagaki
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      20140329-20140329
  • [学会発表] 伝統的な麹食品・麹素材(焼酎粕や酒粕)に含まれるスフィン ゴ脂質(グルコシルセラミド)の発見・構造決定と食品・化粧品とし ての機能性2014

    • 著者名/発表者名
      北垣浩志
    • 学会等名
      食品ニューテクノロジー
    • 発表場所
      芝パークホテル
    • 年月日
      20140306-20140306
    • 招待講演
  • [学会発表] スフィンゴ脂質を介した発酵微生物のコミュニケーション2013

    • 著者名/発表者名
      北垣浩志
    • 学会等名
      日本生物工学会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      20130920-20130920
    • 招待講演
  • [図書] Molecular mechanisms for detoxification of major aldehyde inhibitors for production of bioethanol by Saccharomyces cerevisiae from hot-compressed water-treated lignocellulose.2013

    • 著者名/発表者名
      Lahiru N. Jayakody , Nobuyuki Hayashi and Hiroshi Kitagaki*
    • 総ページ数
      10(302-311)
    • 出版者
      Formatex
  • [図書] Identification of a novel fermentation inhibitor of bioethanol production, glycolaldehyde, and engineering of a yeast strain tolerant to hot-compressed water-treated cellulose. Biotechnology and Bioinformatics; Advances and Applications for Bioenergy, Bioremediation and Biopharmaceutical Research2013

    • 著者名/発表者名
      Lahiru N. Jayakody, Nobuyuki Hayashi and Hiroshi Kitagaki*
    • 総ページ数
      17(231-248)
    • 出版者
      Taylor and Francis
  • [図書] 「酵母 ―応用から基礎へ―」2013

    • 著者名/発表者名
      北垣浩志
    • 総ページ数
      16(135-150)
    • 出版者
      化学同人

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公開日: 2015-05-28  

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