ビオラセイン色素とその潜在的な応用の微生物合成

Violaceinは、Chromobacterium violaceumなどのグラム陰性菌によって合成される色素です。さまざまな抗生物質との相乗効果とともに、独自の生理学的および生物学的活動により、大きな関心を集めています。C. violaceumに加えて、Duganella sp。、Pseudoalteromonas sp。、Iodobacter sp。、およびMassilia sp。を含むいくつかの微生物は、Violaceinを生成することが知られています。ヴィオラセイン産生株の特定に加えて、ヴィオラセインの生合成に関与するヴィオオペロンの遺伝的調節、クォーラムセンシングメカニズム、およびシーケンスが解明されています。エンジニアリングの観点から、遺伝子操作された大腸菌またはシトロバクターフロインディの宿主を使用したヴィオラセインの異種生産も試みられています。宿主細胞の遺伝子工学には、Vioオペロンに関与する遺伝子の異種発現と、代謝経路と遺伝子調節の最適化が含まれます。さらに、ViodとVioeの結晶学が明らかになり、酵素工学による大量生産が加速されました。このレビューでは、ヴィオラセインの生物学的に支援された最終用途アプリケーション（機能的な布の発達、ナノ粒子、官能性ポリマー複合材料、日焼け止め成分など）およびビオラセイン活性化メカニズム、生産株、および大量生産の結果の結果を強調します。Violacein Research and Engineeringアプリケーションの見通しも議論されています。

Violacein is a pigment synthesized by Gram-negative bacteria such as Chromobacterium violaceum. It has garnered significant interest owing to its unique physiological and biological activities along with its synergistic effects with various antibiotics. In addition to C. violaceum, several microorganisms, including: Duganella sp., Pseudoalteromonas sp., Iodobacter sp., and Massilia sp., are known to produce violacein. Along with the identification of violacein-producing strains, the genetic regulation, quorum sensing mechanism, and sequence of the vio-operon involved in the biosynthesis of violacein have been elucidated. From an engineering perspective, the heterologous production of violacein using the genetically engineered Escherichia coli or Citrobacter freundii host has also been attempted. Genetic engineering of host cells involves the heterologous expression of genes involved in the vio operon and the optimization of metabolic pathways and gene regulation. Further, the crystallography of VioD and VioE was revealed, and mass production by enzyme engineering has been accelerated. In this review, we highlight the biologically assisted end-use applications of violacein (such as functional fabric development, nanoparticles, functional polymer composites, and sunscreen ingredients) and violacein activation mechanisms, production strains, and the results of mass production with engineered methods. The prospects for violacein research and engineering applications have also been discussed.