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形質転換微生物及びその利用 新技術説明会

国内特許コード P200017090
整理番号 (S2017-0573-N0)
掲載日 2020年8月4日
出願番号 特願2019-514547
出願日 平成30年4月24日(2018.4.24)
国際出願番号 JP2018016675
国際公開番号 WO2018199112
国際出願日 平成30年4月24日(2018.4.24)
国際公開日 平成30年11月1日(2018.11.1)
優先権データ
  • 特願2017-086595 (2017.4.25) JP
発明者
  • 政井 英司
  • 上村 直史
  • 高橋 健司
  • 園木 和典
出願人
  • 国立大学法人長岡技術科学大学
  • 国立大学法人弘前大学
発明の名称 形質転換微生物及びその利用 新技術説明会
発明の概要 本発明の目的は、シリンギルリグニンを多く含むバイオマスを原材料とすることができ、経済性が良好であり、かつ、収率が高いムコン酸の製造を可能にする微生物及び該微生物を利用したムコン酸の製造方法を提供することにある。上記目的は、宿主微生物が染色体上にプロトカテク酸分解酵素遺伝子を有し、かつ、シリンギルリグニン由来の芳香族化合物を資化するスフィンゴモナド(Sphingomonad)科微生物であり、染色体上にある該プロトカテク酸分解酵素遺伝子が欠失しており、挿入されたcatA遺伝子を発現し、かつ、挿入されたaroY遺伝子又はaroY遺伝子及びkpdB遺伝子を発現する、形質転換微生物及び該形質転換微生物を用いたムコン酸の製造方法などにより解決される。
従来技術、競合技術の概要

リグニンは植物の維管束細胞壁成分として存在する無定形高分子物質であって、フェニルプロパン系の構成単位が複雑に縮合したものであり、メトキシ基を含有することが化学構造上の大きな特徴になっている。リグニンは木質化した植物細胞を相互に膠着し、組織を強化する働きをしており、木材中に約18~36%、草本中には約15~25%存在する。そこで、木材を有効利用するために、リグニンを分解し、有用化合物を得ようとする試みが種々なされている。

一方、cis,cis-ムコン酸(以下、単にムコン酸とよぶ場合がある。)は、分子内に二重結合及びカルボキシ基が2個あることにより、反応性が高い化合物である。ムコン酸を出発物質とする種々のムコン酸誘導体が知られており、例えば、ラクトン、スルホン、ポリアミド、ポリエステル、チオエステル、付加ポリマーなどが挙げられる。このようなムコン酸誘導体は、様々な用途を有するものとして知られており、例えば、界面活性剤、難燃剤、UV光安定化剤、熱硬化性プラスチック、コーティング剤などとして使用され得る。

このように、ムコン酸は、種々の用途に供されるところ、リグニンからムコン酸を製造することができれば、資源の再生が達成され、非常に有用である。そこで、リグニン又はリグニンに由来する物質から、ムコン酸を製造する方法が試みられている。特にこのような方法として、微生物を用いたバイオコンバージョンが研究されている。

例えば、下記非特許文献1(該文献の全記載はここに開示として援用される。)には、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)を宿主微生物として、染色体上のpcaH遺伝子及びpcaG遺伝子(以下、合わせてpcaHG遺伝子とよぶ場合がある。)並びにcatR遺伝子、catB遺伝子、catC遺伝子及びcatA遺伝子を破壊し、かつ、挿入したcatA遺伝子とaroY遺伝子とを、又はcatA遺伝子とaroY遺伝子とecdB遺伝子とを発現する形質転換微生物を作製し、該形質転換微生物をグルコースにより増殖させ、次いでp-クマル酸によりムコン酸を製造したことが記載されている。また、下記非特許文献2(該文献の全記載はここに開示として援用される。)には、スフィンゴビウム・スピーシーズ(Sphingobium species) SYK-6株がバニリン酸及びシリンガ酸を炭素源として増殖し得ることが記載されている。

産業上の利用分野

本発明は、ムコン酸又はプロトカテク酸が生産可能な形質転換微生物及び該形質転換微生物を利用したムコン酸又はプロトカテク酸の製造方法に関する。特に、本発明は、シリンギルリグニン由来の芳香族化合物と、グアイアシルリグニン由来の芳香族化合物及び/又はp-ヒドロキシフェニルリグニン由来の芳香族化合物とを含むバイオマスを炭素源として増殖及びムコン酸又はプロトカテク酸の生産が可能な形質転換微生物に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
宿主微生物が染色体上にプロトカテク酸分解酵素遺伝子を有し、かつ、シリンギルリグニン由来の芳香族化合物を資化するスフィンゴモナド(Sphingomonad)科微生物であり、
染色体上にある該プロトカテク酸分解酵素遺伝子が欠失しており、
挿入されたcatA遺伝子を発現し、かつ、
挿入されたaroY遺伝子又はaroY遺伝子及びkpdB遺伝子を発現する、
形質転換微生物。

【請求項2】
挿入された前記aroY遺伝子、前記kpdB遺伝子及び前記catA遺伝子は、同一プロモーターの制御下にある、請求項1に記載の形質転換微生物。

【請求項3】
前記形質転換微生物は、挿入されたvanA遺伝子及びvanB遺伝子をさらに発現する、請求項1に記載の形質転換微生物。

【請求項4】
挿入された前記aroY遺伝子、前記kpdB遺伝子、前記catA遺伝子、前記vanA遺伝子及び前記vanB遺伝子は、同一プロモーターの制御下にある、請求項3に記載の形質転換微生物。

【請求項5】
前記プロトカテク酸分解酵素遺伝子が、ligA遺伝子、ligB遺伝子、pcaG遺伝子、pcaH遺伝子及びpraA遺伝子からなる群から選ばれる遺伝子である、請求項1に記載の形質転換微生物。

【請求項6】
前記宿主微生物が、スフィンゴビウム・スピーシーズ(Sphingobium species) SYK-6株である、請求項1に記載の形質転換微生物。

【請求項7】
p-ヒドロキシフェニルリグニン由来の芳香族化合物及び/又はグアイアシルリグニン由来の芳香族化合物と、シリンギルリグニン由来の芳香族化合物とを、請求項1~6のいずれか1項に記載の形質転換微生物に作用させることにより、ムコン酸を得る工程を含む、ムコン酸の製造方法。

【請求項8】
宿主微生物が染色体上にプロトカテク酸分解酵素遺伝子を有し、かつ、シリンギルリグニン由来の芳香族化合物を資化するスフィンゴモナド科微生物であり、かつ、
染色体上にある該プロトカテク酸分解酵素遺伝子が欠失している、
形質転換微生物。

【請求項9】
p-ヒドロキシフェニルリグニン由来の芳香族化合物及び/又はグアイアシルリグニン由来の芳香族化合物と、シリンギルリグニン由来の芳香族化合物とを、請求項8に記載の形質転換微生物に作用させることにより、プロトカテク酸を得る工程を含む、プロトカテク酸の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2019514547thum.jpg
出願権利状態 公開
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