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バイオポリエステル合成では、ポリヒドロキシアルカンエート（PHA）シンターゼ（PHAC）が細菌細胞におけるPHAの重合を触媒し、その後、PHAポリマー鎖がPHACからCT剤に移動する鎖転移（CT）反応を触媒します。したがって、CT反応の頻度はPHA分子量を決定します。以前の研究では、外因性アルコールが効果的なCT剤であることが示されています。この研究の目的は、外因性エタノールのそれと比較することにより、組換え大腸菌におけるポリ[（r）-3-ヒドロキシブチレート] [P（3HB）]合成のCT剤としての内因性エタノールの効果を明確にすることを目的としています。培地へのエタノール補給は、エタノール誘発CT反応により、P（3HB）分子量を最大56％減少させました。（13）C標識エタノールを補充した培養物から精製されたP（3HB）ポリマーのNMR分析により、カルボキシル端でのエタノールとP（3HB）鎖の間の共有結合の形成が示されました。エタノール補給なしの栽培により、培養曝気に応じて宿主生産エタノールが増加すると、P（3HB）分子量が減少しました。一方、アルコールデヒドロゲナーゼ欠失株である組換えBW25113（ΔAdhe）の産生は、分子量の77％の増加をもたらしました。5つの大腸菌株の分析により、CT反応の推定数がエタノール産生と相関していることが明らかになりました。これらの結果は、宿主生産されたエタノールが外因性エタノールと同様に効果的なCTエージェントとして作用し、エタノール産生の制御がPHA分子量を調節するために重要であることを示しています。
バイオポリエステル合成では、ポリヒドロキシアルカンエート（PHA）シンターゼ（PHAC）が細菌細胞におけるPHAの重合を触媒し、その後、PHAポリマー鎖がPHACからCT剤に移動する鎖転移（CT）反応を触媒します。したがって、CT反応の頻度はPHA分子量を決定します。以前の研究では、外因性アルコールが効果的なCT剤であることが示されています。この研究の目的は、外因性エタノールのそれと比較することにより、組換え大腸菌におけるポリ[（r）-3-ヒドロキシブチレート] [P（3HB）]合成のCT剤としての内因性エタノールの効果を明確にすることを目的としています。培地へのエタノール補給は、エタノール誘発CT反応により、P（3HB）分子量を最大56％減少させました。（13）C標識エタノールを補充した培養物から精製されたP（3HB）ポリマーのNMR分析により、カルボキシル端でのエタノールとP（3HB）鎖の間の共有結合の形成が示されました。エタノール補給なしの栽培により、培養曝気に応じて宿主生産エタノールが増加すると、P（3HB）分子量が減少しました。一方、アルコールデヒドロゲナーゼ欠失株である組換えBW25113（ΔAdhe）の産生は、分子量の77％の増加をもたらしました。5つの大腸菌株の分析により、CT反応の推定数がエタノール産生と相関していることが明らかになりました。これらの結果は、宿主生産されたエタノールが外因性エタノールと同様に効果的なCTエージェントとして作用し、エタノール産生の制御がPHA分子量を調節するために重要であることを示しています。
In biopolyester synthesis, polyhydroxyalkanoate (PHA) synthase (PhaC) catalyzes the polymerization of PHA in bacterial cells, followed by a chain transfer (CT) reaction in which the PHA polymer chain is transferred from PhaC to a CT agent. Accordingly, the frequency of CT reaction determines PHA molecular weight. Previous studies have shown that exogenous alcohols are effective CT agents. This study aimed to clarify the effect of endogenous ethanol as a CT agent for poly[(R)-3-hydroxybutyrate] [P(3HB)] synthesis in recombinant Escherichia coli, by comparing with that of exogenous ethanol. Ethanol supplementation to the culture medium reduced P(3HB) molecular weights by up to 56% due to ethanol-induced CT reaction. NMR analysis of P(3HB) polymers purified from the culture supplemented with (13)C-labeled ethanol showed the formation of a covalent bond between ethanol and P(3HB) chain at the carboxyl end. Cultivation without ethanol supplementation resulted in the reduction of P(3HB) molecular weight with increasing host-produced ethanol depending on culture aeration. On the other hand, production in recombinant BW25113(ΔadhE), an alcohol dehydrogenase deletion strain, resulted in a 77% increase in molecular weight. Analysis of five E. coli strains revealed that the estimated number of CT reactions was correlated with ethanol production. These results demonstrate that host-produced ethanol acts as an equally effective CT agent as exogenous ethanol, and the control of ethanol production is important to regulate the PHA molecular weight.
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