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J-GLOBAL ID：201702258242751214   整理番号：17A0578281

代謝操作大腸菌株における電極支援アセトイン生産

Electrode-assisted acetoin production in a metabolically engineered Escherichia coli strain

著者 (4件)： FOERSTER Andreas H. (Karlsruhe Inst. of Technol) ,  BEBLAWY Sebastian (Karlsruhe Inst. of Technol) ,  GOLITSCH Frederik (Karlsruhe Inst. of Technol) ,  GESCHER Johannes (Karlsruhe Inst. of Technol)
資料名： Biotechnology for Biofuels (Web)  (Biotechnology for Biofuels (Web))
巻： 10  号： Mar  ページ： 10:65 (WEB ONLY)  発行年： 2017年03月 
JST資料番号： U7022A  ISSN： 1754-6834  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 背景:グルコースをアセトインに嫌気発酵させるための大腸菌の代謝的操作について述べる。アセトインは工業的食品生産における用途が確立されており,バイオ工学経済のためのプラットフォーム化学物質である。しかし,バイオテクノロジー的生産はしばしば,電子受容体不在下でのいくつかの最終生成物の同時形成によって妨げられる。さらに,典型的生産株は潜在的に病原性であることが多い。本研究の目的は大腸菌における電極支援発酵プロセスを確立することによりこれら限界を克服することである。製造工程で放出された余剰電子は無酸素及び非枯渇性電子受容体として電極に移動する。結果:第一段階は,嫌気性炭素代謝の中心的酵素をコードする遺伝子欠失(ΔfrdA-DΔadhEΔldhAΔpta-ack)によりグルコースからのピルビン酸生成に向けて中心代謝を誘導した。その後,プラスミドでアセト乳酸シンターゼ(alsS)およびアセト乳酸デカルボキシラーゼ(alsD)遺伝子を発現させた。電子受容体としての硝酸塩の添加は,消費グルコース1モル当たり0.9モルのアセトインの収率(理論的最大値の90%)で嫌気的アセトイン生成をもたらした。第二段階は,電子受容体硝酸塩を炭素電極で置換した。この相互作用にはShewanella oneidensis由来チトクロムcのさらなる発現と可溶性酸化還元シャトルメチレンブルーを必要とした。非枯渇性電子受容体との相互作用は理論最大値(0.79molアセトイン/1molグルコース)の79%の収率でアセトイン形成をもたらした。結論:電極支援発酵は基質よりも酸化されたバイオテクノロジー価値のある物質の生産のための新戦略である。ここでは,一般的に使用されるシャーシ大腸菌株による中央代謝産物ピルビン酸から分枝する電極支援発酵アプローチのための調節的プロセスを初めて提示する。本初期段階では,炭素と電子の回収に関する有望な結果が得られ,嫌気的代謝回転率を高めるためにさらなる株の開発への利用を予定している。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *着香料 ,  *発酵 ,  大腸菌 ,  嫌気的代謝 ,  炭素電極 ,  電極過程 ,  電子伝達系 ,  形質転換 ,  チトクロームc ,  二次代謝産物 ,  解糖系 ,  微生物育種 ,  脂肪族アルコール ,  脂肪族ケトン ,  第二アルコール ,  ヒドロキシケトン ,  窒素複素環化合物 ,  芳香族アミン ,  スルホニウム ,  硫黄複素環化合物 ,  芳香族縮合化合物 ,  第三アミン ,  ヘキソース ,  アルドース ,  脂肪族カルボン酸 ,  ケト酸
準シソーラス用語： 組換大腸菌 ,  *嫌気性発酵

分類 (3件)： 微生物代謝産物の生産  (FK03020A) ,  遺伝子操作  (EC02050B) ,  食品添加剤  (FJ10020H)

物質索引 (4件)： アセトイン ,  メチレンブルー ,  グルコース ,  ピルビン酸

タイトルに関連する用語 (5件)： 代謝 ,  大腸 ,  菌株 ,  支援 ,  アセトイン