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J-GLOBAL ID：201802260681334491   整理番号：18A1713770

Bacillus subtilisにおける改善されたN-アセチルノイラミン酸生産のための重要な炭素前駆体供給経路のモジュール経路工学【JST・京大機械翻訳】

Modular pathway engineering of key carbon-precursor supply-pathways for improved N-acetylneuraminic acid production in Bacillus subtilis

著者 (13件)： Zhang Xiaolong (Key Laboratory of Carbohydrate Chemistry and Biotechnology, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi, China) ,  Zhang Xiaolong (Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi, China) ,  Liu Yanfeng (Key Laboratory of Carbohydrate Chemistry and Biotechnology, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi, China) ,  Liu Yanfeng (Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi, China) ,  Liu Long (Key Laboratory of Carbohydrate Chemistry and Biotechnology, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi, China) ,  Liu Long (Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi, China) ,  Wang Miao (School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi, China) ,  Li Jianghua (Key Laboratory of Carbohydrate Chemistry and Biotechnology, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi, China) ,  Li Jianghua (Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi, China) ,  Du Guocheng (Key Laboratory of Carbohydrate Chemistry and Biotechnology, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi, China) ,  Du Guocheng (Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi, China) ,  Chen Jian (Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi, China) ,  Chen Jian (State Key Laboratory of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi, China)
資料名： Biotechnology and Bioengineering  (Biotechnology and Bioengineering)
巻： 115  号： 9  ページ： 2217-2231  発行年： 2018年 
JST資料番号： D0019A  ISSN： 0006-3592  CODEN： BIBIAU  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： N-アセチルノイラミン酸(NeuAc)は,乳児の脳の発達を促進し,脳の健康を維持し,免疫を増強するための栄養補助剤として広く使用されている。現在,NeuAcは卵黄及び牛乳からの抽出,又は化学合成により主に生産される。しかしながら,天然資源における低濃度とその非生態化学合成は,それぞれ,不十分なNeuAc生産と環境汚染をもたらす。本研究では,改良NeuAc生産を,2つの重要な前駆体-N-アセチルグルコサミン(GlcNAc)とホスホエノールピルビン酸(PEP)の供給経路のモジュール経路工学と,遺伝子操作Bacillus subtilisにおけるNeuAc生合成と細胞増殖をバランスさせることにより達成した。特に,NeuAc生合成の初期宿主として以前に構築されたGlcNAc産生B.subtilisを用いた。最初に,グルコサミン-6-りん酸アセチル-トランスフェラーゼ(GNA1),N-アセチルグルコサミン2-エピ消去(AGE),およびN-アセチルノイラミン酸シンターゼ(NeuB)を共発現することによりグルコースを利用するde novoNeuAc生合成経路を構築し,0.33g/lのNeuAc生産をもたらした。次に,NeuAc生合成のための2つの重要な前駆体の供給をバランスさせるために,モジュール経路工学を実行した。GlcNAcモジュールとPEP供給モジュールをバランスさせるための最適戦略は,高強度でグルコース(GlcNAc部分に対して)とリンゴ酸(PEP部分に対して)の両方を供給されたB.subtilisにおける操作されたユニークなグルコースとリンゴ酸のcou化経路の使用を含んでいた。これは1.65g/LのNeuAc生産をもたらし,既存の方法に比べて5.0倍の改善を示した。さらに,細胞におけるNeuAc収率を高めるために,グルコースとリンゴ酸のcou化経路を,解糖の遮断,Entner-Doudoroff経路の導入,およびリンゴ酸酵素YtsJの過剰発現を介してNeuAc生合成と細胞増殖をバランスさせるために操作した。NeuAc力価は2.18g/Lに達し,細胞上で0.38g/g乾燥細胞重量NeuAc収率を示し,これは既存の方法に比べてそれぞれ1.32倍および2.6倍の改善を示した。B.subtilisにおける独特のグルコース-リンゴ酸化経路の工学による重要な炭素前駆体供給経路のモジュール経路工学の戦略は,他の重要な生体分子の生産のためのB.subtilisの工学に一般的に適用できる。著者らの研究はまた,一般的に修復されたAs Safe細菌株によるNeuAcの工業生産を達成するための更なる代謝工学のための良好な出発点を提供する。Copyright 2018 Wiley Publishing Japan K.K. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *炭素 ,  遺伝子操作 ,  牛乳 ,  酸化 ,  *枯草菌 ,  *前駆体 ,  化学合成 ,  合成酵素 ,  リン酸 ,  細胞増殖 ,  生合成 ,  ヘキソース ,  アルドース
準シソーラス用語： 代謝工学 ,  過剰発現 ,  Entner-Doudoroff経路 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 枯草菌 ,  グルコースとりんご酸の共利用 ,  Entner-Doudoroff(ED)経路 ,  モジュラー経路工学 ,  N-アセチルノイラミン酸(NeuAc)

分類 (2件)： 微生物代謝産物の生産  (FK03020A) ,  遺伝子操作  (EC02050B)

物質索引 (1件)： グルコース

タイトルに関連する用語 (7件)： Bacillus ,  N-アセチルノイラミン酸 ,  炭素 ,  前駆体 ,  経路 ,  モジュール ,  工学