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ポリガンマ - グルタミン酸（PGA）は、多くの機能をポリ（アクリル酸）とその誘導体と共有する有望なバイオベースのポリマーです。したがって、この有用なバイオポリマーの適用を拡大するには、PGAの効率的な生産と分子サイズ制御の技術が必要です。バチルス株では、PGAはPGSBCA遺伝子オペロンによってコードされるPGSBCAタンパク質複合体によって合成され、そうでなければYWSCおよびYWTABオペロンおよび/またはCAPBCAオペロンとして知られています。したがって、PGAの過剰生産のために、B。subtilisのPGSBCA複合体の責任あるコンポーネントを調査しました。特に、B。subtilisのゲノムPGSBCA遺伝子削除変異体を構築しました。また、σA依存性プロモーターを抱える高コピー数プラスミドを組み立て、PGSBCA、PGSBC、PGSBA、PGSCA、PGSB、PGSC、および/またはPGSA遺伝子のすべての組み合わせの高レベル発現をもたらしました。その後、変換されたB. subtilis変異体のPGA産生は、L-グルタミン酸を補充した培地を使用してバッチ発酵で決定しました。PGSBC遺伝子（ゲノムPGSBCA遺伝子を欠く）で導入された形質転換体によるPGA産生は26.0±3.0 g L-1であり、生成されたPGAのd-およびL-グルタミン酸（d/l-ratio）のエナンチオマー比は5でした。/95。対照的に、PGSBCA遺伝子（コントロール株）で導入された形質転換体によって生成されたPGAのd/l-ratioは75/25でした。結論として、PGSA遺伝子のないB. subtilisは、Lが豊富なエナンチオマー比でPGAを過剰生産することができました。
ポリガンマ - グルタミン酸（PGA）は、多くの機能をポリ（アクリル酸）とその誘導体と共有する有望なバイオベースのポリマーです。したがって、この有用なバイオポリマーの適用を拡大するには、PGAの効率的な生産と分子サイズ制御の技術が必要です。バチルス株では、PGAはPGSBCA遺伝子オペロンによってコードされるPGSBCAタンパク質複合体によって合成され、そうでなければYWSCおよびYWTABオペロンおよび/またはCAPBCAオペロンとして知られています。したがって、PGAの過剰生産のために、B。subtilisのPGSBCA複合体の責任あるコンポーネントを調査しました。特に、B。subtilisのゲノムPGSBCA遺伝子削除変異体を構築しました。また、σA依存性プロモーターを抱える高コピー数プラスミドを組み立て、PGSBCA、PGSBC、PGSBA、PGSCA、PGSB、PGSC、および/またはPGSA遺伝子のすべての組み合わせの高レベル発現をもたらしました。その後、変換されたB. subtilis変異体のPGA産生は、L-グルタミン酸を補充した培地を使用してバッチ発酵で決定しました。PGSBC遺伝子（ゲノムPGSBCA遺伝子を欠く）で導入された形質転換体によるPGA産生は26.0±3.0 g L-1であり、生成されたPGAのd-およびL-グルタミン酸（d/l-ratio）のエナンチオマー比は5でした。/95。対照的に、PGSBCA遺伝子（コントロール株）で導入された形質転換体によって生成されたPGAのd/l-ratioは75/25でした。結論として、PGSA遺伝子のないB. subtilisは、Lが豊富なエナンチオマー比でPGAを過剰生産することができました。
Poly-gamma-glutamic acid (PGA) is a promising bio-based polymer that shares many functions with poly (acrylic acid) and its derivatives. Thus, technologies for efficient production and molecular size control of PGA are required to expand the application of this useful biopolymer. In Bacillus strains, PGA is synthesized by the PgsBCA protein complex, which is encoded by the pgsBCA gene operon, otherwise is known as ywsC and ywtAB operons and/or capBCA operon. Hence, we investigated responsible components of the PgsBCA complex in B. subtilis for over-production of PGA. In particular, we constructed genomic pgsBCA gene-deletion mutants of B. subtilis. And also, we assembled high copy-number plasmids harboring σA-dependent promoter, leading to high-level expression of all combinations of pgsBCA, pgsBC, pgsBA, pgsCA, pgsB, pgsC, and/or pgsA genes. Subsequently, PGA production of the transformed B. subtilis mutant was determined in batch fermentation using medium supplemented with L-glutamate. PGA production by the transformants introduced with pgsBC genes (lacking the genomic pgsBCA genes) was 26.0 ± 3.0 g L-1, and the enantiomeric ratio of D- and L-glutamic acid (D/L-ratio) in the produced PGA was 5/95. In contrast, D/L-ratio of produced PGA by the transformants introduced with pgsBCA genes (control strains) was 75/25. In conclusion, B. subtilis without pgsA gene could over-produce PGA with an L-rich enantiomeric ratio.
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