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炭化水素 / 分泌 / バイオ燃料 / 微細藻類 / Botryococcus braunii

微細藻類 / バイオ燃料 / ミルキング / 炭化水素 / 抽出

微細藻類 / バイオ燃料 / 直鎖アルカン / 直鎖アルケン / 脂肪酸 / 生合成酵素 / 炭化水素 / Botryococcus braunii / photodecarboxylase / n-アルケン / n-アルカン / バイオエネルギー / アルケン

緑藻や珪藻等の微細藻類は、脂肪酸を前駆体とする直鎖状炭化水素を、少量ではあるが生産する。また、緑藻Botryococcus brauniiは、分子の末端に二重結合を有する特異な直鎖アルケンを大量に蓄積する。本研究では、これらの直鎖状炭化水素の生合成に関与する酵素遺伝子の特定を試みた。その中で、ある種の微細緑藻から最近発見されたfatty acid photodecarboxylase（FAP）遺伝子が、B.brauniiにおいても発現している事、また、当該FAPは他藻種由来のFAP同様に、パルミチン酸およびオレイン酸から脱炭酸反応により、直鎖状炭化水素を生産できる事を明らかにした。

微細藻類 / 生合成 / トリテルペン / 炭化水素 / 代替石油生産 / Botryococcus braunii / イソプレノイド / スクアレン / プレスクアレン二リン酸 / Botryococcene / メチルエリスリトールリン酸 / プレスクアレンニリン酸 / (E)-4-hydroxy-3-methylbut-2-eneyl 1-diphosphate reductase

微細藻Botryococcus brauniiは、ボツリオコッセンおよびメチルスクアレンという特異なトリテルペン系炭化水素を大量に生産するため、代替石油資源としての利用が期待されている。本研究では、本藻種において発現している遺伝子を詳細に調べることで、上記炭化水素の生合成および代謝に関与するいくつかの新奇酵素遺伝子の特定に成功し、炭化水素生成メカニズムが他生物に例を見ない、全く新しいものであることを明らかにした。

微細藻類 / 緑藻 / Botryococcus braunii / 炭化水素 / スクアレン / 生合成酵素遺伝子

群体性微細緑藻Botryococcus brauniiは光合成により固定した二酸化炭素を、大量の液状炭化水素に変換、蓄積するため、再生産可能なエネルギー資源としての利用が考えられている。本藻種には炭化水素として脂肪酸由来の直鎖状のalkadiene、alkatrieneを生産するA品種、トリテルペンであるbotryococcene類およびスクアレン誘導体を生産するB品種、テトラテルペンであるlyopadieneを生産するL品種の3品種があり、これらの中で炭化水素の質および含量の点からエネルギー資源として最も有望なのはB品種である。本藻種による有用炭化水素生産を行うためには、炭化水素合成酵素遺伝子に関する知見を得ることが必要である。そこでB品種であるBerkeley株からトリテルペン合成酵素遺伝子の探索を試みた。
前年度までにBerkeley株から作成されたcDNAライブラリーのスクリーニングにより得られた遺伝子は、スクアレン合成酵素に存在する5つの活性ドメインの内、4つまでを保持していた。そこでこの遺伝子をpET11ベクターに導入し大腸菌内で発現させた。この大腸菌のホモジネートを用いてスクアレン合成酵素およびbotryococcene合成酵素活性を測定したが、目的のタンパク質が封入体画分に存在していたため、いずれの酵素活性も検出できなかった。そこでpET32ベクターを用いてチオレドキシンとの融合タンパクとして本遺伝子を発現させたところ可溶性タンパク質が得られたが、botryococcene合成酵素活性は示さなかった。これは原核生物内では活性の発現に必要なタンパク質の修飾が行われないためであると考えられた。そこで現在、本遺伝子の酵母での発現を試みている。

【研究分担者】
河村耕史	大阪工業大学	工学部	准教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
古橋賢一	東京大学	大学院農学生命科学研究科(農学部)	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
松永茂樹	東京大学	大学院農学生命科学研究科(農学部)	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
松永茂樹	東京大学	大学院・農学生命科学研究科	教授	(Kakenデータベース)

【研究連携者】
葛山智久	東京大学	生物生産工学研究センター	准教授	(Kakenデータベース)