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J-GLOBAL ID：201902258838703215   整理番号：19A2189696

大腸菌におけるグリコール酸ベースのポリヒドロキシアルカン酸のリブロース-1,5-二リン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ(RuBisCO)によるde novo合成

Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO)-mediated de novo synthesis of glycolate-based polyhydroxyalkanoate in Escherichia coli

著者 (9件)： Matsumoto Ken’ichiro (Division of Applied Chemistry, Faculty of Engineering, Hokkaido University, N13W8, Kitaku, Sapporo 060-8628, Japan) ,  Matsumoto Ken’ichiro (Advanced Low Carbon Technology Research and Development Program (ALCA), Japan Science and Technology Agency (JST), 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan) ,  Saito Juri (Division of Applied Chemistry, Faculty of Engineering, Hokkaido University, N13W8, Kitaku, Sapporo 060-8628, Japan) ,  Yokoo Toshinori (Division of Applied Chemistry, Faculty of Engineering, Hokkaido University, N13W8, Kitaku, Sapporo 060-8628, Japan) ,  Hori Chiaki (Division of Applied Chemistry, Faculty of Engineering, Hokkaido University, N13W8, Kitaku, Sapporo 060-8628, Japan) ,  Nagata Akihiro (Division of Applied Chemistry, Faculty of Engineering, Hokkaido University, N13W8, Kitaku, Sapporo 060-8628, Japan) ,  Kudoh Yuki (Division of Applied Chemistry, Faculty of Engineering, Hokkaido University, N13W8, Kitaku, Sapporo 060-8628, Japan) ,  Ooi Toshihiko (Division of Applied Chemistry, Faculty of Engineering, Hokkaido University, N13W8, Kitaku, Sapporo 060-8628, Japan) ,  Taguchi Seiichi (Division of Applied Chemistry, Faculty of Engineering, Hokkaido University, N13W8, Kitaku, Sapporo 060-8628, Japan)
資料名： Journal of Bioscience and Bioengineering  (Journal of Bioscience and Bioengineering)
巻： 128  号： 3  ページ： 302-306  発行年： 2019年09月 
JST資料番号： G0535B  ISSN： 1389-1723  CODEN： JBBIF6  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： リブロース-1,5-二リン酸(RuBP)カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ(RuBisCO)はCalvin-Benson-Bassham(CBB)回路由来の代謝産物の1つとして2-ホスホグリコール酸(2PG)を生成する。本研究では,進化させたPHA合成酵素(PhaC1_PsSTQK)を用いることにより単量体成分として細菌性ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)内に2PG由来グリコール酸(GL)を組み込むことができるという事実について焦点をあてた。本研究では,モデル系としてグリコール酸オキシダーゼ遺伝子(ΔglcD)を欠損させたEscherichia coli JW2946を用いてGLベースPHA合成のためのRuBisCOによる経路の機能を評価した。複数の光合成細菌由来のRuBisCO,ホスホリブロキナーゼおよび2PGをコードする遺伝子をE.coliに導入し,単一炭素源としてキシロース上で細胞を培養した。RuBisCOおよび関連酵素の機能的発現はRuBPおよびGLの細胞内濃度の増加に基づいて確認された。次に,PhaC1_PsSTQK,プロピオニル-CoAトランスフェラーゼと3-ヒドロキシブチリル(3HB)-CoA-供給酵素をコードするPHA生合成遺伝子を導入した。細胞はGL画分に7.8~15.1mol%でポリ(GL-co-3HB)を蓄積した。供試したRuBisCOの中で,Rhodosprium rubrumおよびSynechococcus elongatus PCC7942の酵素がGL画分増加と同様にP(GL-co-3HB)生産に効果的だった。Synechocystis sp.PCC6803とR.rubrum由来PGPaseの異種発現はポリマー内のGL画分を増加させた。これらの結果から,RuBisCOによる経路はE.coliだけでなく光合成生物内でもGLベースPHAを生産するために利用されている可能性が実証された。Copyright 2019 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： *リブロースビスリン酸カルボキシラーゼ ,  化学合成 ,  生合成 ,  ポリヒドロキシアルカン酸 ,  ポリヒドロキシ酪酸 ,  ポリグリコール酸 ,  *炭酸同化 ,  *生分解性高分子 ,  大腸菌 ,  アルコールホスホトランスフェラーゼ ,  遺伝子発現 ,  Rhodospirillum rubrum ,  de novo合成 ,  *生分解性プラスチック ,  ホスホリブロキナーゼ ,  Synechococcus elongatus ,  異種発現 ,  シネココッカス属 ,  微生物 ,  分子遺伝現象 ,  光合成細菌 ,  植物 ,  隠花植物
準シソーラス用語： Synechococcus ,  *Rubisco ,  *炭素固定 ,  Escherichia coli

著者キーワード (5件)： ポリヒドロキシ酪酸 ,  ポリグリコール酸 ,  炭素固定 ,  生分解性プラスチック ,  乳酸重合酵素

分類 (1件)： 微生物代謝産物の生産  (FK03020A)

物質索引 (1件)： 2-ホスホグリコール酸

引用文献 (20件)：

• Raines, C. A.: The Calvin cycle revisited, Photosynth. Res., 75, 1-10 (2003).
• Yokota, A.: Revisiting RuBisCO, Biosci. Biotechnol. Biochem., 81, 2039-2049 (2017).
• Richardson, K. and Tolbert, N. E.: Phosphoglycolic acid phosphatase, J. Biol. Chem., 236, 1285-1290 (1961).
• Keys, A. J.: Rubisco - its role in photorespiration, Philos. T. Roy. Soc. B, 313, 325-336 (1986).
• Fernie, A. R., Bauwe, H., Eisenhut, M., Florian, A., Hanson, D. T., Hagemann, M., Keech, O., Mielewczik, M., Nikoloski, Z., Peterhänsel, C., and other 6 authors: Perspectives on plant photorespiratory metabolism, Plant Biol., 15, 748-753 (2013).

タイトルに関連する用語 (8件)： 大腸菌 ,  グリコール酸 ,  ポリヒドロキシアルカン酸 ,  リブロース ,  リン酸 ,  カルボキシラーゼ ,  オキシゲナーゼ ,  Rubisco