Elucidation of mechanism for regulation of amino acid metabolism in moderately halophilic bacteria and its application to recycle biotechnology

中度嗜盐细菌氨基酸代谢调节机制的阐明及其在回收生物技术中的应用

基本信息

批准号：
22K12446
负责人：
仲山英樹
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Nagasaki University
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

2022年度は、ハロモナスのグルタミン酸過剰生産変異株（GOP株）にグルタミン酸脱炭酸酵素を導入したGABA生産株（GOP-Gad株）のGABA生産効率の向上のため、ハロモナスのGABA異化経路の解析を行なった。まず、ハロモナスゲノム情報を解析した結果、GABAをコハク酸にまで異化する2つの鍵酵素であるGABAアミノ基転移酵素（GABAT）をコードしたGabT遺伝子及びコハク酸セミアルデヒド脱水素酵素（SSADH）をコードしたGabD遺伝子からなるGabTDオペロンの存在が明らかとなった。そこで、GabT遺伝子単独、及びGabTDの両遺伝子を欠失したハロモナス欠損変異株として、ΔGabT株及びΔGabTD株を作製し、それぞれの塩ストレス耐性とGABA生産特性について解析した。その結果、GABAを単一炭素・窒素源とした条件下で、GabTDの欠失によりハロモナスの生育が阻害されたのに対して、GabT単独の欠失では顕著な生育阻害は観察されなかった。よって、GabT以外にもGABAT活性を有する遺伝子の存在が示唆されたが、GABAを生産するハロモナスGOP-Gad株と比較して、GOP-GadΔGabT株でGABA蓄積量が増加していたことから、GabTがGABAの異化に機能することが示唆された。さらに、塩ストレス感受性が高まったハロモナスのエクトイン非生産株において、アスパラギン酸系アミノ酸の代謝経路を改変することにより、エクトイン以外のアミノ酸類を浸透圧調節物質として生産することにより塩ストレス耐性が向上することが示唆された。以上の結果により、ハロモナスはエクトイン以外のアミノ酸類を主要な浸透圧調節物質として生産する潜在的な能力が高いことが明らかとなった。今後は、本研究成果を活用することにより、飼料添加物等に有用なアミノ酸類の細胞工場となるハロモナスの開発研究への展開が期待される。

在2022财政年度，我们分析了晕枪的GABA分解代谢途径，以提高产生GABA菌株的GABA生产效率（GOP-GAD菌株），该菌株（GOP-GAD菌株）将谷氨酸脱羧酶引入了谷氨酸过量产生突变体（GOP）。首先，对Halomonas基因组信息的分析揭示了由编码GABA氨基转移酶（GABAT）的GABT基因组成的GABTD操纵子的存在，这是两个关键酶，将GABA分解为琥珀酸盐，并编码GABD基因的GABD基因以及编码半含量脱氢酶的GABD基因。因此，将ΔGABT和ΔGABTD菌株作为缺乏唱片的突变体制备，这些突变体均删除了GABT基因和GABTD基因，并且分析了盐应激抗性耐药性和GABA的产生特性。结果，GABTD的缺失抑制了条件下的唱片的生长，而GABTD的缺失抑制了GABA下的卤代释放卤素作为单个碳/氮来源，而单独的GABT缺失并未表现出任何显着的生长抑制作用。因此，有人提出，除了GABT以外，还有一个具有GABAT活性的基因，但是与产生GABA的Halomonas GOP-GAD菌株相比，GOP-GADΔGABT菌株中的GABA积累量增加，这表明GABT在GABA的可核中起作用。此外，有人提出，在非生产的卤代菌菌菌株中，对盐胁迫的敏感性提高了敏感性，改变了天冬氨酸的氨基酸的代谢途径，并且通过产生除octoine as oscoremoregulators以外的其他氨基酸而产生其他氨基酸的盐胁迫。以上结果表明，唱片具有很高的产生氨基酸作为主要的渗透量除外的氨基酸的潜力。将来，希望通过利用这项研究的结果，它将被发展为Halomonas的开发，这将成为有用的氨基酸的细胞工厂，作为饲料添加剂，等等。