エンジニアリングされた大腸菌Nissle 1917を用いたN-アセチルグルコサミンのN-アセチルニューラミン酸への全細胞触媒化：デュアル経路変換の応用 ｜安心・安全な『キチン chitin 甲壳素関連総合メーカー』なら甲陽ケミカル株式会社

要旨：
N-アセチルニューラミン酸（Neu5Ac）は食品、医薬品、栄養補助食品、化粧品応用に使用される化合物であり、シアル化ヒトミルクオリゴ糖の生合成における重要な前駆体である。
N-アセチルマンノサミン（ManNAc）が重要な中間体として機能するため、全細胞合成によるNeu5Acの製造で高効率生産を実現するには適切な供給が不可欠であり、また補因子の高いコストを考慮するとプロセスコスト削減のための効果的な補因子リサイクルシステムの確立も重要である。
このような背景のもと、筆者らはデュアル代謝経路を備えるようにエンジニアリングされたプロバイオティクス菌Escherichia coli Nissle 1917（EcN）ΔpMUT1ΔpMUT2（DE3）をシャーシ細胞として用い、N-アセチルグルコサミン（NAG）とピルベートを基質とする設計された全細胞触媒システムによるNeu5Ac合成を行った。
ManNAc生産を向上させるためにNAGを基質とした2つの合成経路が触媒効率の改善のために使用され、また、EcNの内在的なウリジン5'-一リン酸（UMP）からウリジン5'-三リン酸（UTP）へのリサイクル能力は、Neu5Ac生合成に必要な補因子要件を十分に充足した。
工学化されたEcNによるNeu5Ac合成は複数の側面で最適化され、5Lバイオリアクターでの全細胞触媒はNeu5Acチターとして71.25 g L-1を達成した。
デュアル経路の実装によってNeu5Ac生産が大幅に改善され、選択されたシャーシ菌株EcNの内在的な補因子リサイクル能力がNeu5Acの生合成要求を適切にサポートしたことから、EcNは効率的なNeu5Ac生合成のための有望なエンジニアリングプラットフォームであることが示された。
筆者らが開発したアプローチは補因子関連費用を最小化することによって費用効率的な戦略を提供している。