公立大学法人大阪府立大学

ユーグレナのワックスエステル合成系の代謝改変に成功

更新日:2015年4月10日

ユーグレナのワックスエステル合成系の代謝改変に成功
―ユーグレナ由来バイオ燃料の生産制御への第一歩―

光合成生物であるユーグレナ(ミドリムシ)は、細胞内にワックスエステル [解説1] という油脂を蓄積します。この物質を輸送用燃料に変換して利用するための研究開発が進められています。しかし、合成メカニズムに不明な点が多く、従来ワックスエステル合成を制御することは困難でした。大阪府立大学の中澤昌美助教らの研究グループは、ユーグレナのワックスエステル代謝を解析・制御して、人為的にワックスエステルを改変する研究に取り組みました。本研究において、ワックスエステル合成過程で機能する中・長鎖脂肪酸伸長酵素(3-ケトアシルCoAチオラーゼ;KAT [解説2])を同定し、この酵素の発現を抑制することにより、構成炭素長の短いワックスエステルを作ることに世界で初めて成功しました。その結果、ワックスエステルを原料としたバイオディーゼル燃料の凝固点を下げることができました。これらは、ユーグレナが持つ機能を活用し、さらに人為的に制御することによって、目的に応じた特性のバイオ燃料を生産する技術につながる第一歩となる重要な成果です。

本研究は科学技術振興機構(JST)戦略的創造研究推進事業個人型研究(さきがけ)の支援によって行われました。

本研究は大阪市立工業研究所の渡辺嘉研究主任らと共同で行ったものです。本研究成果は、米国油化学会誌「Lipids」に掲載されるに先立ち、オンライン版(2015年4月10日)に掲載されました。

(図)本研究の概要

(図)本研究の概要

ポイント

  • ユーグレナのワックスエステル合成経路で機能する脂肪酸伸長酵素KATを、3種同定した
  • 3種のうち、1種は短鎖脂肪酸、2種は中・長鎖脂肪酸の伸長を触媒する酵素であった
  • 今回見出した、中・長鎖脂肪酸を伸長する酵素のうち1種の発現を抑制することで、世界で初めて、代謝制御によるワックスエステル組成の人為的改変に成功した

今後、どのように発展していくか

ユーグレナによるバイオ燃料生産は、光合成によるCO2吸収と両立できるため、環境にやさしいプロセスとして期待されています。本成果は、ユーグレナの代謝機能を制御して、ユーグレナ由来バイオ燃料を、より広範な用途で利用するために改良する第一歩となります。

用語解説

解説1 ワックスエステル

脂肪酸と脂肪アルコールがエステル結合した化合物の総称。メチル化などの方法によってディーゼル燃料に変換することができる。植物の表皮や蜂の作る蜜蝋、クジラの作る鯨蝋などにも含まれている。その中でもユーグレナのワックスエステルの主成分はミリスチン酸ミリスチル(C14:0-C14:0Alc)であり、他の生物由来のものと比較して短い脂肪酸、脂肪アルコールからできていること、不飽和結合を持たないため酸化安定性が高いことが特徴。

解説2 3-ケトアシルCoAチオラーゼ(KAT)

アシルCoAとアセチルCoAを結合させ、脂肪酸の炭素鎖を2つ伸長する働きをする酵素。一般的に、1つの生物の中に細胞内での局在や機能の異なる複数のKATが存在する。本研究ではユーグレナに少なくとも6種類のKATがあること、そのうちワックスエステル合成で働くものは3種類であること、それらの基質特異性が異なることをみつけた。

お問い合わせ

大阪府立大学大学院 生命環境科学研究科

担当 中澤 昌美 助教

Tel 072-254-9468 Eメール mami[at]biochem.osakafu-u.ac.jp[at]の部分を@と変えてください。