2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of anaerobic lipid metabolism mechanism of filamentous fungi for polymer production
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20K15436
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
阪本 鷹行 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 講師 (90740332)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 10-ヒドロキシオクタデセン酸 / Fusarium / Ohy |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一部の細菌が生産する水酸化脂肪酸である10-ヒドロキシオクタデセン酸 (HYA) は、構造の特性から石油代替ポリマーの原料として注目されている。しかし、細菌は脂質生産性が極めて低く、また細菌の遺伝子は真菌で機能し難いため、HYA発酵研究は育種も応用も進んでいない。本研究では、申請者らが初めて見出したHYA生産性真菌Fusarium属を用い、HYA合成メカニズム解明と、HYA高生産株育種を目的とした。
本研究において、申請者らはFusarium属菌D2株から脂肪酸水和酵素D2Ohy2の精製に成功した。さらに、本酵素が既報の細菌由来水和酵素に比べて低いpHおよび高い温度で高活性を示す、ユニークな酵素であることを明らかにした。即ち、反応熱による温度上昇に耐性があるD2Ohy2は、酵素法によるリアクター開発にアドバンテージがあると言える。さらに、D2Ohy2遺伝子を導入した油糧真菌株において、Fusarium属と同条件でのHYA生産が確認され、D2Ohy2は真菌で応用可能であることが示唆された。ただし、組換え株におけるHYA生産性は低く、育種株の水酸化脂肪酸耐性付与が今後の課題である。
Fusarium属菌D2株においてHYAのβ酸化を誘導したところ、HYAを含むすべての貯蔵脂質が減少したがHYAのβ酸化中間体は検出されなかった。興味深いことに、β酸化誘導によって培養液は白濁化し、官能試験において甘くミルキーな香気が認められた。これらのことは、HYAが他の脂肪酸と同様に貯蔵エネルギーとして速やかに代謝され、その中途で水酸基とカルボキシル基の環化によってラクトン様の香気成分へと変換されることを示唆した。今後、想定されるラクトンなどを解析し、代謝経路の追及を試みる必要がある。また、脂肪酸蓄積およびβ酸化に関連する遺伝子を標的とした分子育種によるHYA高生産株育種が課題として挙げられる。
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Research Products
(1 results)
