未利用セルロース系バイオマスからの生物燃料直接発酵菌の代謝工学的育種

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13836007
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 簗瀬 英司 鳥取大学, 工学部, 教授 (20158033)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡本 賢治 鳥取大学, 工学部, 助手 (80283969)
• Keywords: 細胞表層提示酵素 / バイオマス / エタノール / 生物燃料 / Zymoomonas mobilis / 分泌 / シグナルペプチド非依存型酵素分泌 / セルロース

Research Abstract

多様な未利用セルロース系資源に対応できるバイオエタノール直接発酵菌の育種を目的とし、1)細胞表層工学、技術を用いたセルロース直接発酵苗の分子育種:Zymomonas mobilisが分泌生産する2種のスクロース分解酵素(levansucrase ; SucZE2、invertase ; SucZE3)は、FITC標識抗体を用いた蛍光顕微鏡観察から、発現する両酵素の90%が細胞表層に提示されることを明らかにした。そこで、これら酵素遺伝子を利用した細胞表層提示技術を開発するために、sucZE3の分泌シグナル領域と膜アンカーリング領域の解析を行った。sucZE3をクローン化して推定し、一次構造にはsucZE3にはGSP(General Secretory Pathway)に必要とされる分泌シグナル配列や膜アンカーリングモチーフは認められず、SucZE3がシグナルペプチド非依存型分泌酵素であることが明らかになった。現在、細胞表層提示酵素であるSucZE3の分泌機能領域を明らかにするために、sucZE3のN末領域あるいはC末領域をGFP(Green Fluorescent Protein)により標識したキメラ酵素を構築するとともに、キメラ酵素の細胞、内局在性を検討するためのZ. mobilis変異株を取得している。2)エタノール生産性大腸菌の代謝工学的育種:木質系バイオマス由来の糖質はヘキソース:ペントース比が約2:1であり、Z. mobilisはペントースを発酵できない。そこで、ペントース資化性に優れた大腸菌にZ. mobilis由来のエタノール生合成のキー酵素であるピルビン酸脱炭酸酵素(Pdc)とアルコール脱水素酵素(Adh)の遺伝子を導入した。構築した組換え大腸菌は、2%キシロースから理論収率のエタノールを生産した。

Research Products

• [Publications] 簗瀬英司 他: "組換え大腸菌によるヘミセルロース発酵特性"日本農芸化学会2001年度大会講演要旨集. 75. 99 (2001)
• [Publications] 簗瀬英司 他: "Zymomonas細菌由来のシグナルペプチド非依存型酵素分泌促進遺伝子(zliS)下l流域に配座するsecA相同遺伝子"日本農芸化学会2001年度大会講演要旨集. 75. 122 (2001)
• [Publications] 簗瀬英司 他: "Pseudomonas stutzeri BL58株による細胞外多糖体の生産"日本農芸化学会2001年度大会講演要旨集. 75. 133 (2001)
• [Publications] 簗瀬英司 他: "微生物由来酸性フコシダーゼの検索"日本農芸化学会2001年度大会講演要旨集. 75. 311 (2001)
• [Publications] H.Yanase et al.: "Effects of GroESL coexpression on the folding of nicotinoprotein formaldehyde dismutase from Pseudomonas putida F61"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 66・1. 85-91 (2001)
• [Publications] K.Okamoto et al.: "Biosynthesis of p-anisaldehyde by the white-rot Basidiomycete Pleurotus osteatus"J. Biotech. Bloeng.. 93・2. 207-210 (2002)