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J-GLOBAL ID：201802240778737126   整理番号：18A0966701

Saccharomyces cerevisiaeにおけるクロセチンの異種生合成と操作【JST・京大機械翻訳】

Heterologous biosynthesis and manipulation of crocetin in Saccharomyces cerevisiae

著者 (16件)： Chai Fenghua (Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Chai Fenghua (SynBio Research Platform, Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Wang Ying (Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Wang Ying (SynBio Research Platform, Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Mei Xueang (Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Mei Xueang (SynBio Research Platform, Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Yao Mingdong (Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Yao Mingdong (SynBio Research Platform, Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Chen Yan (Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Chen Yan (SynBio Research Platform, Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Liu Hong (Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Liu Hong (SynBio Research Platform, Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Xiao Wenhai (Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Xiao Wenhai (SynBio Research Platform, Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Yuan Yingjin (Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China) ,  Yuan Yingjin (SynBio Research Platform, Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin, People’s Republic of China)
資料名： Microbial Cell Factories (Web)  (Microbial Cell Factories (Web))
巻： 16  号： 1  ページ： 54  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7049A  ISSN： 1475-2859  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】抗腫瘍,抗酸化,抗高血圧,抗アテローム性動脈硬化症および抗うつ活性における優れた性能に対して,クロセチンは,Crocus sativus L.において自然に存在し,医学および食品分野において大きな潜在的応用を有する。クロセチンの微生物生産は近年増加している。しかし,EVOVA社からの特許とLouらの報告はクロセチンの微生物生合成の可能性を示しているが,これまで報告された特異的な力価データはなかった。Saccharomyces cerevisiaeは一般的に食品安全性と生産性宿主と見なされ,重要な酵素の操作は代謝フラックスのバランスをとり,結果的に出力を改善するために重要である。したがって,S.cerevisiaeにおけるクロセチン生産を促進するために,CrtZ,CCD,およびALDのようなすべての重要な酵素を,組み合わせて設計するべきである。【結果】既存のβ-カロチン生産株における異種CrtZとCCDの導入によって,クロセチン生合成はS.cerevisiaeにおいて首尾よく達成された。30°Cでの培養と比較して,クロセチン生産は20°Cで223μg/Lに改善された。さらに,最適なCrtZ/CCD組合せと351μg/Lのクロセチンの力価を,Crocusからの9つの種と4つのCCDからのCrtZsの組合せスクリーニングによって得た。次に,Bixa orellana(Bix_ALD)とSynechocystis sp. PCC6803(Syn_ALD)からの異種ALDsのスクリーニングと内因性ALD6を通して,crocetin力価はSyn_ALDを組み込んだ後に1.8倍にさらに強化された。最後に,振とうフラスコレベルで1219μg/Lの最高の報告された力価が,CCD2とSyn_ALDの過剰発現によって達成された。最終的に,流加発酵により,5-Lバイオリアクタにおけるクロセチンの生産は6278μg/Lに達し,真核細胞で報告された最高のクロセチン価であった。【結論】Saccharomyces cerevisiaeを,本研究でクロセチン生産を達成するために設計した。3つの重要な酵素CrtZ,CCDおよびALDの組合せ操作を通して,酵素源のスクリーニングおよび蛋白質発現レベル(反応温度およびコピー数)の調整により,クロセチン力価は,開始株と比較して129.4倍(9.42から1219μg/L)まで段階的に改善された。微生物で報告された最も高いクロセチン力価(6278μg/L)は5-Lバイオリアクタで達成された。本研究は,複雑な構造を有する望ましい化合物の微生物過剰生産のための連続反応に含まれる重要な酵素操作への良好な洞察を提供する。Copyright 2018 The Author(s). All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *酵母菌属 ,  バイオリアクタ ,  コピー数 ,  腫瘍 ,  酵素 ,  *Saccharomyces cerevisiae ,  スクリーニング ,  酸化防止 ,  食品 ,  *生合成 ,  アテローム性動脈硬化症 ,  カロチノイド ,  脂肪族カルボン酸 ,  共役ジエン ,  不飽和カルボン酸 ,  ジカルボン酸
準シソーラス用語： 蛋白質発現 ,  過剰発現 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 代謝工学 ,  クロセチン ,  Saccharomyces cerevisiae ,  合成生物学 ,  酵素源

分類 (2件)： 循環系の基礎医学  (GJ01020K) ,  細胞生理一般  (EF02010S)

物質索引 (2件)： β-カロチン ,  クロセチン

引用文献 (52件)：

• Winterhalter P. Carotenoid-derived aroma compounds: an introduction. 2001.
• Mol Cancer Ther; Crocetin inhibits pancreatic cancer cell proliferation and tumor progression in a xenograft mouse model; A Dhar, S Mehta, G Dhar; 8; 2; 2009; 315-323; 10.1158/1535-7163.MCT-08-0762; CR2;
• Biochem Cell Biol; Anticancer effects of crocetin in both human adenocarcinoma gastric cancer cells and rat model of gastric cancer; SZ Bathaie, R Hoshyar, H Miri; 91; 6; 2013; 397-403; 10.1139/bcb-2013-0014; CR3;
• Anticancer Res; Suppression of the TPA-induced expression of nuclear-protooncogenes in mouse epidermis by crocetin via antioxidant activity; JD Hsu, FP Chou, MJ Lee; 19; 5B; 1999; 4221-4227; CR4;
• Phytother Res; Crocetin, a carotenoid from Gardenia jasminoides Ellis, protects against hypertension and cerebral thrombogenesis in stroke-prone spontaneously hypertensive rats; S Higashino, Y Sasaki, JC Giddings; 28; 9; 2014; 1315-1319; 10.1002/ptr.5130; CR5;

タイトルに関連する用語 (3件)： Saccharomyces ,  クロセチン ,  生合成