乳酸菌細胞表層提示システムの開発とバイオマスからのポリ乳酸原料生産への応用

乳酸菌细胞表面展示系统的开发及其在生物质聚乳酸原料生产中的应用

基本信息

批准号：
08J00860
负责人：
岡野憲司
金额：
$ 0.38万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J00860/
关键词：
D-乳酸ポリ乳酸木質系バイオマスセルロース Lactobacillus plantarum

项目摘要

1.研究目的化石資源の枯渇、地球温暖化を背景として、再生可能なバイオマス資源から生産できるプラスチックであるポリ乳酸が注目を集めている。ポリ乳酸の原料として従来のL-乳酸に加え、D-乳酸が、ポリ乳酸の高機能化のために注目されている。また、乳酸生産の原料としては、食料と競合しない木質系バイオマスの利用が期待されている。本研究では、木質系バイオマスから効率的にD-乳酸を生産する手法の開発を目的とした。2.研究方法既存のD-乳酸生産菌は遺伝子操作が困難であるため、バイオマス資化能の付与が難しい。そこで遺伝子操作が容易なD,L-乳酸生産菌であるLactobacillus plantarumのL-lactate dehydrogenase遺伝子を欠損させることで、遺伝子操作が可能なD-乳酸生産菌(ΔldhL1株)の創生を行った。次にΔldhL1株にバイオマス資可能の付与を試みた。木質バイオマスの主要成分であるセルロースを利用するため、創生したΔldhL1株にエンドグルカナーゼの発現を試みた。3・研究成果ΔldhL1株を用いてグルコースからの発酵実験を行った。その結果、本株は99.6%と非常に高い光学純度のD-乳酸を生産することが明らかとなった。また親株同様遺伝子操作が可能であることも明らかとなり、遺伝子操作が可能なD-乳酸生産株の取得に成功した。次に、本株にエンドグルカナーゼを発現させたところ、従来報告のないセロトリオース以上の鎖長を持つ、セロヘキサオースまでのセロオリゴ糖からのD-乳酸生産に成功した。更にβ-グルコシダーゼ(BGL)を添加することで、β-グルカンからのD-乳酸生産に成功した。今後はBGLを共発現させることや、乳酸菌の細胞表層に酵素を提示することで、セルロースからのより効率的なD-乳酸生産が期待できる。

1。研究目的：可以从可再生生物量资源产生的塑料酸，它引起了人们的关注，因为它的化石资源和全球变暖的枯竭背景。除了常规的L-乳酸作为多乳酸的原材料外，D乳酸还吸引了改善聚乳酸功能的注意力。此外，作为乳酸产生的原材料，预计不会与食物竞争的木质生物量。这项研究旨在开发一种有效产生木质生物量D-乳酸的方法。 2。研究方法：现有的D-乳酸产生细菌难以遗传操纵，因此很难授予生物量增强能力。因此，通过删除可以易于设计的L乳杆菌的L-乳酸脱氢酶基因，A D，L乳酸产生的细菌，我们创建了一种D-lactic酸产生的细菌（结构ΔLDHL1），可以被基因修饰。接下来，我们试图将生物量的可用性授予ΔLDHL1菌株。为了利用木质生物量的主要成分纤维素，我们试图在创建的ΔLDHL1菌株上表达内og葡萄酶。 3。研究结果：使用葡萄糖ΔLDHL1进行了来自葡萄糖的发酵实验。结果，发现该菌株会产生D乳酸，其光学纯度非常高99.6％。还揭示了像母菌株一样的遗传操作是可能的，并且该公司能够获得可以通过遗传操纵的D-乳酸产生菌株。接下来，当在这种菌株中表达内糖苷酶时，D-乳酸是从Celloligosacachide成功产生的，直到塞罗去糖，其链长大于血清三糖，这尚未报道。此外，通过添加β-葡萄糖苷酶（BGL），β-葡聚糖的D-乳酸产生成功。将来，通过共表达BGL并在乳酸菌细胞的细胞表面呈现酶，可以预期，纤维素产生的D-乳酸产生可以更有效。