理論収率を飛躍的に革新する代謝経路の分断と再構築

代谢途径的分离和重建可显着提高理论产量

• 批准号: 22KJ2279
• 负责人: 野中 大輔
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2279/
• 关键词: PMPE; 1,2-プロパンジオール; レスベラトロール; 代謝経路の分断

今年度は1,2-プロパンジオールとレスベラトロールの各目的生産物質に応じて代謝経路を分断する大腸菌株の構築を行った。1,2-プロパンジオール生産株では前駆体であるジヒドロキシアセトンリン酸(DHAP)を、レスベラトロール生産株ではホスホエノールピルビン酸(PEP)を蓄積させるよう代謝経路の分断をおこなうことで各生産株の構築に成功した。これらの株にWeimberg経路やDahms経路といった外来微生物保有のキシロース資化経路や目的生産物質の生合成経路に関わる遺伝子を導入することで、グルコースとキシロースの混合糖での生育及び1,2-プロパンジオールとレスベラトロールの生産を確認した。1,2-プロパンジオール生産では更なる生産量増加のために1,2-プロパンジオール生合成経路に関わる各種遺伝子を高コピープラスミドにより過剰発現させた。しかしながら、生産量の増加にはつながらなかったため、酵素の発現量が律速ではないことが示唆された。レスベラトロール生産では前駆体の一つであるマロニルCoAの供給量の増加が生産量増加に寄与すると考えられているため、本研究でもマロニルCoA供給の向上に取り組んだ。マロニルCoA合成に関わる遺伝子の過剰発現によるマロニルCoA合成強化及び阻害剤添加によるマロニルCoAの消費抑制を代謝経路分断株でおこなった。その結果いずれにおいてもレスベラトロールの生産量増加が確認され、本研究で用いている株においてもマロニルCoA供給量の増加がレスベラトロールの生産量増加につながることが示唆された。

今年，根据1,2-丙酸和白藜芦醇的目的产物，建造大肠杆菌菌株，该菌株将代谢路线划分。通过将二羟基苯甲酸（DHAP）和白藜芦醇生产菌株分割为二羟基苯甲酸（DHAP），从而通过代谢途径进行了1,2个核生产菌株，从而积累了Honololpirbic酸（PEP）。通过将这些菌株引入Weimberg路线和DAHMS路线，该基因与Xyloscope拥有的Xylosed Xyloscope有关微生物的Xyloscope和目标产品材料的实时合成途径，葡萄糖和木糖混合糖的生长和1,2-丙烷的生长1,2-丙烷的生产得到了确认。在1,2个核生产中，高拷贝质粒过度表达了与1,2-丙烷实时合成途径相关的各种基因，以进一步增加产量。但是，有人提出酶表达的量不是速度，因为它不会导致产量增加。在这项研究中，Malonyl COA的供应增加（其中一种先驱）有助于增加生产，因此这项研究还致力于改善Malonil COA的供应。 Malonil COA合成增强和抑制剂通过过度表达Maronil COA合成的基因来增加对Malonil COA的消耗抑制。结果，无论如何，白藜芦醇生产的增加，这表明Maronic COA供应的增加将导致本研究中使用的股票中Maronic COA的产量增加。

项目成果

Caffeic acid production from glucose using metabolically engineered Escherichia coli

使用代谢工程大肠杆菌从葡萄糖生产咖啡酸

• DOI: 10.1016/j.enzmictec.2023.110193
• 发表时间: 2023
• 期刊: Enzyme and Microbial Technology
• 影响因子: 3.4
• 作者: Sakae Kosuke;Nonaka Daisuke;Kishida Mayumi;Hirata Yuuki;Fujiwara Ryosuke;Kondo Akihiko;Noda Shuhei;Tanaka Tsutomu
• 通讯作者: Tanaka Tsutomu