代謝改変を利用した Lactobacillus plantarum によるコハク酸生産 Production of Succinic Acid by Lactobacillus plantarum Using Metabolic Rerouting

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著者

    • 佐藤 英一 SATOH Eiichi
    • 東京農業大学応用生物科学部生物応用化学科 Department of Applied Biology and Chemistry, Tokyo University of Agriculture
    • 遠藤 三千雄 ENDO Michio
    • 東京農業大学応用生物科学部生物応用化学科 Department of Applied Biology and Chemistry, Tokyo University of Agriculture
    • 岡田 早苗 [他] OKADA Sanae
    • 東京農業大学応用生物科学部生物応用化学科 Department of Applied Biology and Chemistry, Tokyo University of Agriculture
    • 内村 泰 UCHIMURA Tai
    • 東京農業大学応用生物科学部生物応用化学科 Department of Applied Biology and Chemistry, Tokyo University of Agriculture
    • HOLS Pascal
    • ルウ゛ァンカトリック大学生命科学研究所遺伝学部門 Universite Catholique de Louvain, Institut des Sciences de la Vie, Unit de Genetique

抄録

本研究では微生物によるコハク酸発酵生産のモデルとして乳酸菌L.<I>plantarum</I> NCIMB 8826株を供試菌株とし, その可能性について検討した。NCIMB 8826株はコハク酸合成経路に関与する遺伝子を保持していることが予想されているため, コハク酸合成経路の周辺の状況から培養条件によるコハク酸産生を調べた。NCIMB 8826株を二酸化炭素源として炭酸水素ナトリウムを添加したMRS培地で培養することにより, コハク酸の産生を確認した。次に, コハク酸産生量を増加させるためNCIMB8826株のピルビン酸カルボキシラーゼ (PC) を過剰発現させることを試みた。これにより本来乳酸へ変換されるピルビン酸をオキサロ酢酸へ流れるように促し, コハク酸合成が促進するのではないかと推測した。しかし, NCIMB 8826株にPCを過剰発現させたところ, 主要代謝産物である乳酸の生成を減少させ, コハク酸産生量を増加させるには至らなかった。<BR>そこで, NCIMB 8826株のD-型およびL-型の両LDH遺伝子が欠損した変異株L.<I>plantarum</I> VL103株を供試菌とし, さらに検討を加えた。このVL103株を50mMの炭酸水素ナトリウムを添加して培養することによりコハク酸産生量は野生株に比べ約12倍 (1.37mM→17mM) に増加した。これらのことから, 通性嫌気性である乳酸菌L.<I>plantarum</I> NCIMB 8826株のLDH遺伝子を欠損させ, かつ炭酸水素ナトリウムを添加して培養することによりコハク酸の産生力を向上させることに成功した。<BR>これまで発酵食品製造に関与すると微生物として認識されてきた乳酸菌の利用に対し, 物質生産菌としての新たな可能性を与えるものである。乳酸菌は通性嫌気性菌であり, 対塩性, 耐酸性に非常に優れている。また, 資化できる糖の種類も多彩であり, 生育も大腸菌などと比較し劣るものでもない。このようなことから乳酸菌は嫌気的物質生産菌として非常に高い可能性があると考えられる。

<I>Lactobacillus plantarum</I> NCIMB 8826 strain was used as a model for succinic acid production by means of metabolic rerouting. Since this strain is the same as <I>L</I>. <I>plantarum</I> WCFS 1 whose genome has been completely analyzed, it is suggested that NCIMB 8826 strain possesses a potential succinic acid biosynthesis pathway. NCIMB 8826 strain produced a small mount of succinic acid grown in MRS medium in the presence of sodium bicarbonate. This means that the succinic acid biosynthesis pathway of this strain functions. In order to improve the potential of the succinic acid production, a pyruvate carboxylase of this strain was over in NCIMB 8826. However no remarkable increase of succinic acid production was observed, and the main product was still lactic acid. When a D-LHD and L-LDH double knocked-out mutant, which is a derivative mutant from NCIMB 8826 strain, was grown in MRS medium in the presence of sodium bicarbonate, a 12-fold amount of succinic acid was produced compared with that produced by the wild strain.

収録刊行物

  • 日本食品保蔵科学会誌 = Food preservation science  

    日本食品保蔵科学会誌 = Food preservation science 34(2), 59-64, 2008-03-30 

    日本食品保蔵科学会

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被引用文献:  1件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10021183907
  • NII書誌ID(NCID)
    AA11178236
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    13441213
  • NDL 記事登録ID
    9467427
  • NDL 雑誌分類
    ZR6(科学技術--農林水産) // ZP34(科学技術--食品工学・工業)
  • NDL 請求記号
    Z18-1101
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  IR  J-STAGE 
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