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https://hdl.handle.net/20.500.14094/90004904
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2025-04-26
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90004904 (fulltext)
pdf
1.54 MB
57
メタデータ
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メタデータID
90004904
アクセス権
open access
出版タイプ
Accepted Manuscript
タイトル
Temperature enhanced succinate production concurrent with increased central metabolism turnover in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803
著者
Hasunuma, Tomohisa ; Matsuda, Mami ; Kato, Yuichi ; John Vavricka, Christopher ; Kondo, Akihiko
著者ID
A0960
研究者ID
1000020529606
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=73b63639d47d0a4b520e17560c007669
著者名
Hasunuma, Tomohisa
蓮沼, 誠久
ハスヌマ, トモヒサ
所属機関名
先端バイオ工学研究センター
著者名
Matsuda, Mami
著者ID
A0234
研究者ID
1000070791903
著者名
Kato, Yuichi
加藤, 悠一
カトウ, ユウイチ
所属機関名
先端バイオ工学研究センター
著者名
John Vavricka, Christopher
著者ID
A1715
研究者ID
1000040205547
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=a324eb4a1b052e53520e17560c007669
著者名
Kondo, Akihiko
近藤, 昭彦
コンドウ, アキヒコ
所属機関名
科学技術イノベーション研究科
言語
English (英語)
収録物名
Metabolic Engineering
巻(号)
48
ページ
109-120
出版者
Elsevier
刊行日
2018-07
公開日
2019-08-01
抄録
Succinate is a versatile petrochemical compound that can be produced by microorganisms, often from carbohydrate based carbon sources. Phototrophic cyanobacteria including Synechocystis sp. PCC 6803 can more efficiently produce organic acids such as succinate without sugar supplementation, via photosynthetic production of glycogen followed by glycogen utilization, typically under dark conditions. In this study, Synechocystis 6803 bioproduction of organic acids under dark anoxic conditions was found to increase with elevation of temperature from 30 °C to 37 °C. The further enhancement of succinate bioproduction by overexpression of the rate limiting enzyme phosphoenolpyruvate carboxylase resulted in improved glycogen utilization. To gain more insight into the mechanisms underlying the increased organic acid output, a novel temperature dependent metabolomics analysis was performed. Adenylate energy charge was found to decrease along with elevating temperature, while central metabolites glucose 6-phosphate, fructose 6-phosphate, fructose 1,6-bisphosphate, glycerol 3-phosphate, malate, fumarate and succinate increased. Temperature dependent 13C-labeling metabolomics analysis further revealed a glycolysis to TCA bottleneck, which could be overcome by addition of CO2, leading to even higher organic acid production. Optimization of initial cell concentration to 25 g-dry cell weight/L, in combination with 100 mM NaHCO3 supplementation, afforded a succinate titer of over 1.8 g/L, the highest reported autotrophic succinate titer. Succinate titers remained high after additional knockout of ackA, resulting in the highest reported autotrophic D-lactate titer as well. The optimization of Synechocystis 6803 organic acid production therefore holds significant promise for CO2 capture and utilization.
キーワード
Autofermentation
Cyanobacteria
Lactate
Metabolomics
Succinate
Synechocystis
Temperature
カテゴリ
科学技術イノベーション研究科
先端バイオ工学研究センター
学術雑誌論文
権利
© 2018 Elsevier B.V.
This manuscript version is made available under the CC-BY-NC-ND 4.0 license http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
関連情報
DOI
https://doi.org/10.1016/j.ymben.2018.05.013
URI
http://www.kobe-u.ac.jp/research_at_kobe/NEWS/news/2018_06_01_02.html
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資源タイプ
journal article
ISSN
1096-7176
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NCID
AA11589605
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