ゲノム情報に基づいた高性能バイオポリエステル生産微生物の分子育種

基于基因组信息的高性能生物聚酯生产微生物的分子育种

基本信息

批准号：
20018008
负责人：
福居俊昭
金额：
$ 4.86万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

微生物が合成するポリヒドロキシアルカン酸(PHA)は環境低負荷型の生分解性プラスチックとして注目されている。本研究では微生物ゲノム情報を基盤として、物性の優れた共重合PHAを効率生産する微生物を分子育種することを目指す。PHA生産菌Ralstonia eutropha H16株(野生株)の染色体に導入するAeromona caviae由来PHAシンターゼ遺伝子を中長鎖基質に対する取り込み能が高いと推定される二重変異酵素をコードする遺伝子とし、さらにβ-ケトチオラーゼ遺伝子の置換や欠失、(R)-エノイル-CoAヒドラターゼ遺伝子の導入によって、3HHx分率が7～10mol%の軟質バイオプラスチックを植物油から効率良く蓄積する組換え微生物を確立した。またR. eutrophaゲノムより、新規な(R)-エノイル-CoAヒドラターゼ遺伝子を多数見出し、その一部について組換え型酵素の解析、およびPHA組成制御への利用を行った。一方、キャピラリー電気泳動-質量分析(CE-MS)を用い、^<13>C安定同位体で標識した代謝物抽出液を内部標準とした細胞内代謝物の精密相対定量法を確立した。R. eutropha細胞について本法による解析を行ったところ、増殖やPHA蓄積の状態による代謝物の細胞内濃度変化や細胞内の代謝物プールを検出した。これら知見はPHA生合成を目的とした代謝改変戦略の策定に有用である。また代謝中間体への^<13>C取り込み速度の測定によるターンオーバー解析について測定手法の確立を試みた。

由微生物合成的多羟基烷基酸（PHA）吸引了注意力降低环境负荷的可生物降解塑料。这项研究的目的是分子繁殖微生物，这些微生物有效地产生具有基于微生物基因组信息的出色物理特性的共聚物PHA。 The PHA synthase gene derived from Aeromona caviae, which is introduced into the chromosome of the PHA-producing bacteria Ralstonia eutropha H16 (wild strain), is a gene encoding a double mutant enzyme that is presumed to have high uptake of medium-long chain substrates, and by substitution and deletion of the β-ketothiolase gene and introduction of the （R） - 烯酰基-COA水合物基因，我们建立了一种重组微生物，该微生物有效地积累了植物油中的3至10 mol％的3HHX分数的软生物塑料。此外，从富富基因组发现了许多新型（R） - 烯酰基-COA水合物基因，并分析了其中一些用于重组酶，并用于控制PHA组成。另一方面，使用毛细管电泳 - 质谱法（CE-MS）的细胞内代谢产物的精确相对定量方法是使用用稳定同位素标记的代谢物提取物建立的。当使用这种方法分析富富烷细胞时，由于增殖和PHA积累而导致的细胞内浓度的变化以及细胞内代谢产物池的变化。这些发现可用于制定针对PHA生物合成的代谢修饰策略。我们还试图通过测量 ^<13> c的摄取速率为代谢中间体来建立一种用于扭转分析的测量方法。