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J-GLOBAL ID：202002250281062851   整理番号：20A0795218

Pseudomonas putida KT2440におけるムコン酸生産増強のためのグルコース代謝のエンジニアリング【JST・京大機械翻訳】

Engineering glucose metabolism for enhanced muconic acid production in Pseudomonas putida KT2440

著者 (20件)： Bentley Gayle J. (National Bioenergy Center, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 80401, USA) ,  Narayanan Niju (Bioscience Division, MS M888, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, 87545, USA) ,  Jha Ramesh K. (Bioscience Division, MS M888, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, 87545, USA) ,  Salvachua Davinia (National Bioenergy Center, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 80401, USA) ,  Elmore Joshua R. (Biosciences Division, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, TN, 37831, USA) ,  Elmore Joshua R. (Current Address: Biosciences Division, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA, 99354, USA) ,  Peabody George L. (Biosciences Division, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, TN, 37831, USA) ,  Black Brenna A. (National Bioenergy Center, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 80401, USA) ,  Ramirez Kelsey (National Bioenergy Center, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 80401, USA) ,  De Capite Annette (National Bioenergy Center, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 80401, USA) ,  Michener William E. (National Bioenergy Center, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 80401, USA) ,  Werner Allison Z. (National Bioenergy Center, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 80401, USA) ,  Klingeman Dawn M. (Biosciences Division, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, TN, 37831, USA) ,  Schindel Heidi S. (Biosciences Division, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, TN, 37831, USA) ,  Nelson Robert (National Bioenergy Center, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 80401, USA) ,  Foust Lindsey (National Bioenergy Center, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 80401, USA) ,  Guss Adam M. (Biosciences Division, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, TN, 37831, USA) ,  Dale Taraka (Bioscience Division, MS M888, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, 87545, USA) ,  Johnson Christopher W. (National Bioenergy Center, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 80401, USA) ,  Beckham Gregg T. (National Bioenergy Center, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 80401, USA)
資料名： Metabolic Engineering  (Metabolic Engineering)
巻： 59  ページ： 64-75  発行年： 2020年 
JST資料番号： W1646A  ISSN： 1096-7176  CODEN： MEENFM  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： Pseudomonas putida KT2440は,オレフィン二酸,cis,cis-ムコン酸(ムコン酸)を含む多様な炭素源の多重生成物への変換のための重要なバイオ触媒として注目されている。P.putidaはグルコースからムコン酸を生産するために以前に設計されてきた。しかしながら,グルコースのペリプラズム酸化は,実質的な2-ケトグルコン酸蓄積を引き起こし,生成物収率と選択性を低下させる。グルコースデヒドロゲナーゼ遺伝子(gcd)の欠失は2-ケトグルコン酸蓄積を阻害するが,劇的に成長とムコン酸産生を遅くする。本研究では,2-ケトグルコン酸を生産できない株におけるムコン酸生産を改善するために適応実験室進化を用いた。成長に基づく選択は成長を改善したが,ムコン酸塩力価を低下させた。蛍光活性化細胞選別を用いたムコン酸塩に基づくスクリーニングを可能にするために,新しいムコン酸応答バイオセンサを開発した。選別されたクローンは,改良された成長とムコン酸生産の両方を示した。これらの分離株の全ゲノム再配列により同定された変異は,グルコース代謝がgcdを欠く株において調節されている可能性を示した。この情報を用いて,進化により達成された改善を再現するために,標的工学を用いた。転写レプレッサー遺伝子ヘキサRの欠失は,株の増殖を改善し,ムコン酸生産速度を増加させ,この欠失の影響をトランスクリプトームを用いて調べた。遺伝子gntZとgacSもいくつかの進化したクローンで破壊され,これらの遺伝子の欠失はさらに株の成長とムコン酸の生産を改善した。まとめると,これらの標的はgcd欠失の文脈においてP.putidaによるグルコース変換を改良する一連の修飾を提供する。本研究の前に,gcdを欠く著者らの遺伝子操作株は,0.07g/L/hの生産性で7.0g/Lのムコン酸を生成し,流加バイオリアクタで38%の収率(mol/mol)を得た。ここでは,6R,gntZおよびgacSの欠失を伴う結果として得られた株は,0.21g/L/hで22.0g/L,同様の条件でグルコースから35.6%の収率(mol/mol)を達成した。これらの戦略はムコン酸生産の増強を可能にし,P.putidaにおけるグルコースからの他の標的分子の生産も改善する可能性がある。Copyright 2020 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 酸化 ,  遺伝子 ,  レプレッサー ,  *Pseudomonas ,  遺伝子操作 ,  クローン ,  バイオリアクタ ,  バイオセンサ ,  *Pseudomonas putida ,  ペリプラズム ,  バイオ触媒 ,  トランスクリプトーム ,  アルドン酸 ,  ヘキソース ,  アルドース
準シソーラス用語： 炭素源 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (12件)： cis-ムコン酸 ,  Pseudomonas putida KT2440 ,  解糖調節 ,  HexR ,  2-ケトグルコン酸 ,  グルコン酸 ,  GACS ,  バイオセンサ ,  適応実験室の進化 ,  CATM ,  FACS ,  高スループット選択

分類 (1件)： 代謝と栄養  (EG03054K)

物質索引 (2件)： グルコン酸 ,  グルコース

タイトルに関連する用語 (5件)： Pseudomonas ,  ムコン酸 ,  増強 ,  グルコース代謝 ,  エンジニアリング