芳香族化合物のキラルシスジオールへの生体内変化のためのPseudomonas putida KT2442の遺伝子工学

トルエンジオキシゲナーゼ（TDO）は、芳香族化合物の非対称シスジヒドロキシル化を触媒します。Pseudomonas putida KT2442（PSPM01）TDO遺伝子を抱えていることは、Cis-diols産物に広範囲の芳香族基質を効果的に生体化する可能性があります。シェークフラスコ培養では、約2.7gl（-1）ベンゼンシスジオール、8.8Gl（-1）トルエンシスジオール、および6.0GL（-1）クロロベンゼンシスジオールが生体増殖プロセスから得られました。さらに、低溶解酸素濃度の下での酸素微生物利用率を促進する硝子体ヘモグロビンタンパク質（VHB）をコードするVGB遺伝子は、P。putidaKT2442ゲノムに統合されました。変異体株P. putida Ktoy02（PSPM01）のTDO遺伝子を抱える酸化能力は、VHBタンパク質の存在下で増加しました。その結果、ベンゼン、トルエン、またはクロロベンゼンが基板として使用されたときに、シェイクフラスクで成長したP. putida ktoy02（PSPM01）で、約3.8、15.1または6.8gl（-1）の異なるシスジオール産生が達成されました。上記の結果は、P。putidaKT2442が芳香族化合物の細胞工場として使用できることを示しています。

Toluene dioxygenase (TDO) catalyzes asymmetric cis-dihydroxylations of aromatic compounds. Pseudomonas putida KT2442 (pSPM01) harboring TDO genes could effectively biotransform a wide-range of aromatic substrates into their cis-diols products. In shake-flask culture, approximately 2.7gl(-1) benzene cis-diols, 8.8gl(-1) toluene cis-diols and 6.0gl(-1) chlorobenzene cis-diols were obtained from the biotransformation process. Furthermore, vgb gene encoding Vitreoscilla hemoglobin protein (VHb) which enhances oxygen microbial utilization rate under low dissolved oxygen concentration was integrated into P. putida KT2442 genome. The oxidation ability of the mutant strain P. putida KTOY02 (pSPM01) harboring TDO gene was increased in the presence of VHb protein. As a result, approximately 3.8, 15.1 or 6.8gl(-1) different cis-diols production was achieved in P. putida KTOY02 (pSPM01) grown in shake-flasks when benzene, toluene or chlorobenzene was used as the substrate. The above results indicate that P. putida KT2442 could be used as a cell factory to biotransform aromatic compounds.