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2010 Fiscal Year Final Research Report

Fermentative production of plant alkaloids in L-tyrosine producing Escherichia coli.

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 21780080
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionIshikawa Prefectural University

Principal Investigator

MINAMI Hiromichi  Ishikawa Prefectural University, 生物資源環境学部, 助教 (90433200)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Keywords植物アルカロイド / レチクリン / 発酵生産
Research Abstract

We generated an E. coli strain that over-produces L-tyrosine by two steps of genetic engineering. An E. coli strain has disrupted the tyrR gene, the product of which represses the expression of genes involved in aromatic amino acid biosynthesis. In addition, the feedback-inhibition-resistant (fbr) 3-deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate synthase, fbr-chorismate mutase/prephenate dehydrogenase, phosphoenolpyruvate synthetase, and transketolase are over-expressed in an E. coli strain disrupted the tyrR gene. We establish an E. coli fermentation system that yields plant alkaloids from simple carbon sources, introducing tyrosinase from Ralstonia solanacearum, DOPA decarboxylase from Pseudomonas putida, and reticuline biosynthetic enzymes from dopamine in the L-tyrosine over-producing E. coli strain. The fermentation platform described here offers opportunities for low-cost production of many diverse alkaloids.

  • Research Products

    (12 results)

All 2011 2010 2009

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] A bacterial platform for fermentative production of plant alkaloids.2011

    • Author(s)
      Akira Nakagawa, Hiromichi Minami, Ju-Sung Kim, Takashi Koyanagi, Takane Katayama, Fumihiko Sato, Hidehiko Kumagai
    • Journal Title

      Nature Communications 2

      Pages: 326

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 微生物による高等植物アルカロイドの生産2009

    • Author(s)
      南博道、佐藤文彦
    • Journal Title

      化学と生物 47

      Pages: 528-530

  • [Presentation] イソキノリンアルカロイド生合成酵素THBOの機能解析2011

    • Author(s)
      松島康高
    • Organizer
      日本農芸化学会2011年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学(京都府)(大会中止により要旨集のみ)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] 大腸菌を用いたベンジルイソキノリンアルカロイド直接発酵系の構築2011

    • Author(s)
      中川明
    • Organizer
      日本農芸化学会2011年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学(京都府)(大会中止により要旨集のみ)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] 微生物発酵法によるイソキノリンアルカロイド生合成工学2010

    • Author(s)
      南博道
    • Organizer
      第47回植物化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      静岡県立大学(静岡県)
    • Year and Date
      2010-11-08
  • [Presentation] 大腸菌を用いたベンジルイソキノリンアルカロイド生合成系の構築2010

    • Author(s)
      中川明
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] バクテリア由来芳香族アミノ酸脱炭酸酵素の機能解析2010

    • Author(s)
      小柳喬
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2010-03-28
  • [Presentation] 微生物における植物イソキノリンアルカロイド生合成工学2009

    • Author(s)
      南博道
    • Organizer
      第82回日本生化学会大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県)
    • Year and Date
      2009-10-21
  • [Presentation] 植物イソキノリンアルカロイドの微生物生産システムの構築2009

    • Author(s)
      南博道
    • Organizer
      第27回日本植物細胞分子生物学会
    • Place of Presentation
      日本大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2009-07-31
  • [Book] Plant Secondary Metabolism Engineering : Methods and Applications.2010

    • Author(s)
      Hiromichi Minami, Nobuhiro Ikezawa, Fumihiko Sato
    • Total Pages
      111-120
    • Publisher
      Humana Press
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 植物ベンジルイソキノリンアルカロイドの生産方法2010

    • Inventor(s)
      中川明、南博道、片山高嶺、熊谷英彦
    • Industrial Property Rights Holder
      石川県
    • Industrial Property Number
      特許,特願2010-212261
    • Filing Date
      2010-09-22
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 芳香族アミンの製造方法2009

    • Inventor(s)
      小柳喬、南博道、片山高嶺、熊谷英彦
    • Industrial Property Rights Holder
      味の素株式会社
    • Industrial Property Number
      特許,特願2009-295296
    • Filing Date
      2009-12-25

URL: 

Published: 2012-02-13   Modified: 2016-04-21  

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