Isolation of high D-amino acid-producing bacteria by an enzymatic screening method and analysis of the high production mechanism

酶法筛选高产D-氨基酸菌及其高产机理分析

基本信息

批准号：
22K05402
负责人：
高橋祥司
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

近年、医薬品原料として有用なD-アミノ酸の多様な生理効果が報告され、D-アミノ酸の広範な応用的利用が期待されている。また、細菌が多様なD-アミノ酸を細胞外に生産していることが明らかになってきた。申請者らは、高い安定性と活性を有し、かつ多様なD-アミノ酸に作用する酵素D-アミノ酸オキシダーゼ（DAO）を見いだした。そこで本研究では、申請者が見出した高活性・高安定性・広基質特異性DAOを用いたハイスループットな細胞外D-アミノ酸生産細菌のスクリーニング法を開発し、高いD-アミノ酸細胞外生産能を有する細菌株を単離・同定し、その生産機構を明らかにし、多様なD-アミノ酸の発酵生産法の開発や広範な応用的利用の基盤を築くことを目的とした。本年度は、環境試料から多数の細菌株を単離し、これら単離菌株のD-アミノ酸分泌生産に関して以下の成果を得た。環境試料から、3種類の培地を用いて、計357株の細菌株を単離した。また、培養液上清のDAOを用いた酵素法による定量法を開発した。開発したD-アミノ酸の酵素定量法を用いて、全単離菌株の培養液上清のD-アミノ酸を測定したところ、高いD-アミノ酸分泌生産能を示す細菌株を6株得た。今後、D-アミノ酸高分泌生産株が生産するD-アミノ酸の種類と量を明らかにするとともに、培養条件がそのD-アミノ酸分泌生産能に及ぼす影響を明らかにする予定である。また、D-アミノ酸高分泌生産株のゲノム配列を明らかにし、D-アミノ酸生合成酵素を同定し、その酵素学的緒特性を明らかにする予定である。

近年来，已报道了可用作药物原料的D-氨基酸的各种生理作用，并且预期D-氨基酸的广泛应用。人们还清楚，细菌在细胞外产生多种 D-氨基酸。申请人发现了D-氨基酸氧化酶(DAO)，其具有高稳定性和活性，作用于多种D-氨基酸。因此，在本研究中，我们利用申请人发现的高活性、高稳定性和广泛底物特异性的DAO，开发了一种细胞外D-氨基酸产生细菌的高通量筛选方法。本研究的目的是分离。鉴定具有D-氨基酸的菌株，阐明其生产机制，为D-氨基酸发酵生产方法的发展和广泛应用奠定基础。今年，我们从环境样本中分离出大量菌株，并获得了以下关于这些分离菌株分泌和生产D-氨基酸的结果。使用三种类型的培养基从环境样品中分离出总共 357 种细菌菌株。我们还开发了一种使用 DAO 定量培养上清液的酶法。利用开发的 D-氨基酸酶法测定，我们测量了所有分离菌株的培养上清液中的 D-氨基酸，发现 6 个菌株表现出高 D-氨基酸分泌生产能力。今后，我们计划阐明D-氨基酸高分泌生产菌株生产的D-氨基酸的类型和数量，以及培养条件对D-氨基酸分泌生产能力的影响。我们还计划阐明产生高 D-氨基酸分泌的菌株的基因组序列，鉴定 D-氨基酸生物合成酶，并阐明其酶学特性。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

長岡技術科学大学　環境生物化学研究室ホームページ

长冈工业大学环境生物化学实验室主页

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Arthrobacter protophormiae D-アミノ酸オキシダーゼの塩基性D-アミノ酸酸化活性に寄与する構造的要因の解明

阐明原节杆菌 D-氨基酸氧化酶的碱性 D-氨基酸氧化活性的结构因素

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
松永陽平;高橋祥司
通讯作者：
高橋祥司

細菌 Arthrobacter protophormiae 由来 D-アミノ酸オキシダーゼの塩基性 D-アミノ酸酸化活性に寄与する構造因子

有助于源自原节杆菌细菌的 D-氨基酸氧化酶的基本 D-氨基酸氧化活性的结构因素

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
松永陽平;高橋祥司
通讯作者：
高橋祥司

D,L-アスパラギン酸培養時の酵母Cryptococcus humicolaにおける発現変動遺伝子

D,L-天冬氨酸培养过程中酵母菌腐殖质隐球菌中表达变化的基因

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
今西大生;高橋祥司
通讯作者：
高橋祥司

Mechanism of high d-aspartate production in the lactic acid bacterium Latilactobacillus sp. strain WDN19

DOI：
10.1007/s00253-022-11870-w
发表时间：
2022-03
期刊：
Applied Microbiology and Biotechnology
影响因子：
5
作者：
Kengo Kajitani;T. Ishikawa;Tomohiro Kobayashi;Miharu Asato;K. Shibata;Tomoaki Kouya;Shouji Takahashi-Shouji-T
通讯作者：
Kengo Kajitani;T. Ishikawa;Tomohiro Kobayashi;Miharu Asato;K. Shibata;Tomoaki Kouya;Shouji Takahashi-Shouji-T