細菌によるアルカン分解機構の解明とそれを利用した鯨油に代わるワックス類の生産

阐明细菌分解烷烃的机制并用其生产蜡来替代鲸油

基本信息

批准号：
14760050
负责人：
谷明生
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14760050/
关键词：
n-alkane Acinetobacter paraffin wax degradation wax ester Acyl-CoA dehydrogenase

项目摘要

原油中の主成分であるn-アルカンを分解できる微生物については細菌・酵母・カビに至るまで数多くの報告があるが、現在までに知られている中でAcinetobacter sp.M-1株は最も長鎖の成分(炭素数30以上)を分解できる細菌として例を見ない分解特性を持っている。本菌は常温で個体である成分にまで旺盛に生育することから、その強力な分解活性と、代謝産物であるワックスエステルの合成力とを用いて廃油や自然環境に放出された原油成分から、現在天然には利用できない鯨油に代わるワックス類の生産に結びつけることを目的とした。このようなバイオコンバージョンを目的とする場合は分解機構の解明とそれに関わる遺伝子・酵素群に関しての情報が必要であることから、一つ一つの反応を行う酵素について性質を調べてきた。特に本研究ではアルカン分解とワックス合成との分岐点であるAcyl-CoA脱水素酵素を本菌より精製、遺伝子をクローニングし、その性質を調べた。本菌はAcyl-CoA脱水素酵素を少なくとも二つ保持しており、それらの遺伝子はタンデムに染色体ゲノム上に配置されていた。これらの遺伝子がコードする酵素はそれぞれ長鎖、中鎖のAcyl-CoAに活性を示し、基質特異性が異なることを明らかにした。これらはその基質特異性から、それぞれ長さの異なるアルカンに生育するときに必要な酵素であると考えられる。このように同じ反応を行う酵素でも長さの異なる基質に対応して複数の酵素を持つことは、本菌においてすでにいくつかの事例(アルカンヒドロキシラーゼ、アルコール脱水素酵素、アルデヒド脱水素酵素)で発見しており、本菌が中鎖から極長鎖までのアルカンに生育する特性を酵素レベルで明らかにしたと言える。今後は本遺伝子の破壊株等の構築と、それを用いたアルカンからワックス生産への収率の増大を試みる。

有许多有关微生物的报道可以分解N-烷烃，N-Alkanes是原油中的主要成分，包括细菌，酵母和霉菌，但迄今已知的所有已知，Acinetobacter sp。 M-1菌株具有前所未有的降解特性，可以分解最长的链成分（30或更多碳原子）。由于该细菌在室温下剧烈生长成单个成分，其目的是将其强大的降解活性和代谢物蜡酯的合成能力与蜡的生产联系起来，这些蜡被废油和释放到自然环境中的原油成分所取代。当意图生物转化时，有必要阐明降解机制并提供有关所涉及的基因和酶的信息，因此我们研究了执行每种反应的酶的性质。特别是，在这项研究中，酰基-COA脱氢酶是烷烃分解和蜡合成之间的分支点，从该细菌中纯化，克隆了基因，并检查了其特性。携带至少两个酰基辅酶A脱氢酶的细菌将其基因置于染色体基因组上的串联。这些基因编码的酶在长和中链酰基辅酶A中表现出活性，表明底物特异性有所不同。由于其底物特异性，这些酶在不同长度的烷烃上生长时被认为是必需的。在这种细菌的几种情况下发现了多种酶（烷烃羟化酶，酒精脱氢酶，醛脱氢酶），可以说，可以说，可以说，可以说，酶促水平揭示了培养基的特性，从而揭示了远科的特性。将来，我们将尝试构建该基因的破坏性菌株，并增加烷烃的产量，以使用它们来蜡产生。