JP2021106614A - Method for producing organic acid - Google Patents

Method for producing organic acid Download PDF

Info

Publication number
JP2021106614A
JP2021106614A JP2021073858A JP2021073858A JP2021106614A JP 2021106614 A JP2021106614 A JP 2021106614A JP 2021073858 A JP2021073858 A JP 2021073858A JP 2021073858 A JP2021073858 A JP 2021073858A JP 2021106614 A JP2021106614 A JP 2021106614A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
aqueous medium
synechocystis
pcc6803
microalgae
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021073858A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7176787B2 (en
Inventor
誠久 蓮沼
Yoshihisa Hasunuma
誠久 蓮沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe University NUC
Original Assignee
Kobe University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe University NUC filed Critical Kobe University NUC
Publication of JP2021106614A publication Critical patent/JP2021106614A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7176787B2 publication Critical patent/JP7176787B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/44Polycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/44Polycarboxylic acids
    • C12P7/46Dicarboxylic acids having four or less carbon atoms, e.g. fumaric acid, maleic acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology

Abstract

To provide an environmentally friendly and effective method for producing organic acid that does not use a fossil fuel resource, and can effectively produce organic acid from synechocystis.SOLUTION: Culturing synechocystis in aqueous medium containing carbonate ion and/or bicarbonate ion, and recovering organic acid being intracellular metabolite. Furthermore, culturing synechocystis in which one or a plurality of kinds of enzymatic function selected from phosphoenolpyruvic acid carboxylase (PEP carboxylase), pyruvate ferredoxin oxidoreductase and phosphoglucomutase is enhanced in aqueous medium, and recovering organic acid being intracellular metabolite.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、微細藻による有機酸の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an organic acid using microalgae.

本出願は、参照によりここに援用されるところの日本出願特願2015−78889号及び2015−228518号優先権を請求する。 This application claims the priority of Japanese application Japanese Patent Application Nos. 2015-78889 and 2015-228518, which are incorporated herein by reference.

コハク酸は有機酸に属し、ポリエステル、ポリアミド等のポリマー原料として用いられる。また、乳酸やコハク酸等の有機酸は、食品、医薬品、その他化学品の合成原料として広く用いられている。これら有機酸は、現在、化石燃料資源由来の原料より、工業的に製造されているが、近年の化石燃料資源枯渇への危惧や大気中の二酸化炭素(CO2)増加という地球規模での環境問題の背景から、再生可能エネルギーの1つとして、デンプン及びセルロースなどの糖質系バイオマスからの生産が期待されている。 Succinic acid belongs to organic acids and is used as a raw material for polymers such as polyester and polyamide. In addition, organic acids such as lactic acid and succinic acid are widely used as synthetic raw materials for foods, pharmaceuticals, and other chemical products. These organic acids are currently produced industrially from raw materials derived from fossil fuel resources, but the global environment is concerned about the depletion of fossil fuel resources in recent years and the increase in carbon dioxide (CO 2 ) in the atmosphere. From the background of the problem, production from sugar-based biomass such as starch and cellulose is expected as one of the renewable energies.

微細藻類は、水生生物であり、光を利用してCO2から糖質エネルギーを生産することが可能である。水生であることから、食糧や土地利用との競合を回避することができ、バイオエネルギー生産に有望な生体システムとして注目されている。しかし、バイオベース化学品の製造に共通する課題は、大量生産を可能にし、そして価格を安くすることにある。このため、生産性効率向上が求められているが、微細藻類を利用する場合の大きな課題の1つが、細胞密度が低い点である。微細藻類の光合成評価システムが本発明者らにより開発され(非特許文献1及び2)、微細藻類の増殖性を決定する因子を特定及び強化することにより、細胞密度を増大させる方法を模索しており、各種検討が進められている。 Microalgae are aquatic organisms that can use light to produce sugar energy from CO 2. Since it is aquatic, it can avoid competition with food and land use, and is attracting attention as a promising biological system for bioenergy production. However, a common challenge in the production of bio-based chemicals is to enable mass production and reduce prices. Therefore, improvement in productivity efficiency is required, but one of the major problems when using microalgae is low cell density. A photosynthetic evaluation system for microalgae has been developed by the present inventors (Non-Patent Documents 1 and 2), and a method for increasing cell density by identifying and enhancing factors that determine the growth of microalgae has been sought. Various studies are underway.

微細藻類の増殖性に関し、シアノバクテリアの1種であるシネコシスティスPCC6803種(Synechocystis sp. PCC6803)において、フラボジアイロンタンパク質(Flavodiiron protein)であるFlv1及びFlv3のそれぞれを欠損させた場合、変動光下での細胞増殖及び光合成が阻止されたことが報告されている(非特許文献3)。 Regarding the growth of microalgae, when each of the flavodiiron proteins Flv1 and Flv3 is deleted in Synechocystis sp. PCC6803, which is one of the cyanobacteria, under fluctuating light. It has been reported that cell proliferation and photosynthesis of Synechocystis speratus were inhibited (Non-Patent Document 3).

水性媒体中で微生物又はその処理物の存在下で、有機原料をコハク酸に変換する工程を含むコハク酸の製造方法について開示がある(特許文献1)。ここでは、水性媒体中のコハク酸アルカリ金属塩の濃度を特定の範囲とし、次いでアンモニア及び/又はアンモニウム塩を添加することにより、コハク酸の産生速度が高まることが開示されている。しかしながら、微細藻を用いた方法については検討されていない。 There is a disclosure of a method for producing succinic acid, which comprises a step of converting an organic raw material into succinic acid in the presence of a microorganism or a processed product thereof in an aqueous medium (Patent Document 1). Here, it is disclosed that the production rate of succinic acid is increased by setting the concentration of the alkali metal succinate in the aqueous medium within a specific range and then adding ammonia and / or ammonium salt. However, a method using microalgae has not been studied.

化石燃料資源を用いず、環境に優しい方法でより効率的に有機酸を製造する方法の開発が望まれている。例えば微細藻について、コハク酸を含む有機酸について、細胞外産生はほとんど知られておらず、微細藻についての代謝物についても十分に解明されていない。 It is desired to develop a method for producing organic acids more efficiently by an environmentally friendly method without using fossil fuel resources. For example, little is known about extracellular production of microalgae and organic acids including succinic acid, and metabolites of microalgae have not been fully elucidated.

Hasunuma Tら, 2010, J Exp Bot 61: 1041-1051Hasunuma T et al., 2010, J Exp Bot 61: 1041-1051 Hasunuma Tら, 2013, J Exp Bot 64: 2943-2954Hasunuma T et al., 2013, J Exp Bot 64: 2943-2954 Allahverdiyeva Yら, 2013, PNAS 110: 4111-4116Allahverdiyeva Y et al., 2013, PNAS 110: 4111-4116

国際公開WO2013/69786号公報International Publication WO2013 / 69786

本発明は、化石燃料資源を用いず、環境に優しく効果的な有機酸の製造方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an environment-friendly and effective method for producing an organic acid without using fossil fuel resources.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、微細藻からCO2と光エネルギーを直接資源化して、細胞内代謝物である有機酸を回収することで効果的に有機酸を産生可能となり、その結果環境に優しく効果的な有機酸の製造方法を提供しうることを見出し、本発明を完成した。具体的には、シネコシスティスを炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンを含む水性媒体中で培養し、細胞内代謝物である有機酸を回収することによる。さらにホスフォエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPカルボキシラーゼ)、ピルビン酸フェレドキシン酸化還元酵素、及びホスフォグルコムターゼより選択される1種又は複数種の酵素機能が増強されたシネコシスティスを水性媒体中で培養し、細胞内代謝物である有機酸を回収することによる。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors effectively recycle CO 2 and light energy from microalgae directly to recover organic acids, which are intracellular metabolites. We have found that it is possible to produce an organic acid, and as a result, it is possible to provide an environment-friendly and effective method for producing an organic acid, and completed the present invention. Specifically, Synechocystis is cultured in an aqueous medium containing carbonate ion and / or bicarbonate ion to recover an organic acid which is an intracellular metabolite. Further , phosphoenolpyruvate carboxylase (PEP carboxylase), pyruvate ferredoxin oxidoreductase, and one or more enzyme-enhanced cinecocystis selected from phosphoglucomutase are cultured in an aqueous medium, and cells are cultured. By recovering organic acids, which are internal metabolites.

即ち、本発明は以下よりなる。
1.以下の(A)及び(B)の工程を含む、シネコシスティスからの有機酸の製造方法:
(A)炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンの含有量が0〜500mMの水性媒体中、暗所及び嫌気培養条件下ホスフォエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPカルボキシラーゼ)、ピルビン酸フェレドキシン酸化還元酵素、及びホスフォグルコムターゼより選択される1種又は複数種の酵素機能が増強されたシネコシスティスを培養する工程;
(B)前記(A)のシネコシスティスから産生された有機酸を回収する工程。
2.炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンの含有量が0〜500mMの水性媒体が、(1)二酸化炭素の充填、及び/又は、(2)炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、炭酸マグネシウムより選択されるいずれか1種又は2種以上の炭酸塩の添加、による水性媒体である、前項1に記載の製造方法。
.二酸化炭素の充填が、水性媒体中で飽和状態になるまで行われる、前項に記載の製造方法。
.前記有機酸が、脂肪族ジカルボン酸である、前項1〜のいずれかに記載の有機酸の製造方法。
.前記有機酸が、コハク酸、乳酸及び酢酸から選択されるいずれか1種又は2種以上である、前項1〜のいずれかに記載の有機酸の製造方法。
.以下の(a)及び(b)の工程を含む、シネコシスティスからのコハク酸、酢酸及び乳酸から選択されるいずれか1種又は2種以上の有機酸の製造方法:
(a)PEPカルボキシラーゼの機能が増強されたシネコシスティス100〜500mMの炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンを含む水性媒体中で、暗所及び嫌気培養条件下で培養する工程;
(b)前記(a)のシネコシスティスから産生されたコハク酸、酢酸及び乳酸から選択されるいずれか1種又は2種以上の有機酸を回収する工程。
.以下の(c)及び(d)の工程を含む、シネコシスティスからのコハク酸、乳酸及び酢酸から選択されるいずれか1種又は2種以上の有機酸の製造方法:
(c)ピルビン酸フェレドキシン酸化還元酵素の機能が増強されたシネコシスティス100〜500mMの炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンを含む水性媒体中で、暗所及び嫌気培養条件下で培養する工程;
(d)前記(c)のシネコシスティスから産生されたコハク酸、乳酸及び酢酸から選択されるいずれか1種又は2種以上の有機酸を回収する工程。
.以下の(e)及び(f)の工程を含む、シネコシスティスからのコハク酸、乳酸及び酢酸から選択されるいずれか1種又は2種以上の有機酸の製造方法:
(e)ホスフォグルコムターゼの機能が増強されたシネコシスティスを水性媒体中で、暗所及び嫌気培養条件下で培養する工程;
(f)前記(e)のシネコシスティスから産生されたコハク酸、乳酸及び酢酸から選択されるいずれか1種又は2種以上の有機酸を回収する工程。
That is, the present invention comprises the following.
1. 1. A method for producing an organic acid from Synechocystis , which comprises the following steps (A) and (B):
(A) Phosphoenol pyruvate carboxylase (PEP carboxylase), pyruvate ferredoxin oxidoreductase, and pyruvate ferredoxin oxidoreductase in an aqueous medium containing 0 to 500 mM carbonate ion and / or bicarbonate ion under dark and anaerobic culture conditions. A step of culturing one or more enzyme-enhanced cinecocystis selected from phosphoglucomase;
(B) A step of recovering the organic acid produced from Synechocystis of (A).
2. An aqueous medium with a carbonate ion and / or bicarbonate ion content of 0-500 mM is (1) filled with carbon dioxide and / or (2) sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, carbonate. The production method according to item 1 above, which is an aqueous medium by adding any one or more carbonates selected from magnesium.
3 . The production method according to item 2 above, wherein the filling of carbon dioxide is carried out until it becomes saturated in an aqueous medium.
4 . The method for producing an organic acid according to any one of the above items 1 to 3 , wherein the organic acid is an aliphatic dicarboxylic acid.
5 . The method for producing an organic acid according to any one of the above items 1 to 3 , wherein the organic acid is any one or more selected from succinic acid, lactic acid and acetic acid.
6 . A method for producing any one or more organic acids selected from succinic acid, acetic acid and lactic acid from Synechocystis , which comprises the following steps (a) and (b):
(A) A step of culturing Synechocystis with enhanced PEP carboxylase function in an aqueous medium containing 100 to 500 mM carbonate ion and / or bicarbonate ion in a dark place and under anaerobic culture conditions;
(B) A step of recovering any one or more organic acids selected from succinic acid, acetic acid and lactic acid produced from Synechocystis of the above (a).
7 . A method for producing any one or more organic acids selected from succinic acid, lactic acid and acetic acid from Synechocystis , which comprises the following steps (c) and (d):
(C) A step of culturing Synechocystis with enhanced pyruvate ferredoxin oxidoreductase function in an aqueous medium containing 100 to 500 mM carbonate ion and / or bicarbonate ion in a dark place and under anaerobic culture conditions;
(D) A step of recovering any one or more organic acids selected from succinic acid, lactic acid and acetic acid produced from Synechocystis of the above (c).
8 . A method for producing any one or more organic acids selected from succinic acid, lactic acid and acetic acid from Synechocystis , which comprises the following steps (e) and (f):
(E) A step of culturing Synechocystis with enhanced phosphoglucomutase function in an aqueous medium under dark and anaerobic culture conditions;
(F) A step of recovering any one or more organic acids selected from succinic acid, lactic acid and acetic acid produced from Synechocystis of the above (e).

微細藻を炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンを含む水性媒体中で培養することで微細藻内のクエン酸回路を活性化することができる。本発明の有機酸の製造方法によれば、微細藻の光合成によって合成されたグリコーゲンと、水性媒体から取り込まれた炭素源とを有効活用して細胞内代謝物である有機酸を効果的に産生しうる。さらに、NADPH-O2オキシドレダクターゼの機能及び/又はグリコーゲンからクエン酸回路に至る解糖系での律速酵素の機能が増強された微細藻を水性媒体中で培養することで、より効果的に有機酸を産生することができる。その結果、化石燃料資源を用いず、環境に優しく効果的に有機酸を製造することができる。 The citric acid cycle in the microalgae can be activated by culturing the microalgae in an aqueous medium containing carbonate ion and / or bicarbonate ion. According to the method for producing an organic acid of the present invention, glycogen synthesized by photosynthesis of microalgae and a carbon source taken from an aqueous medium are effectively utilized to effectively produce an organic acid which is an intracellular metabolite. Can be done. Furthermore, by culturing microalgae with enhanced NADPH-O 2 oxidoreductase function and / or rate-determining enzyme function in glycolysis from glycogen to citric acid cycle in an aqueous medium, it is more effectively organic. Can produce acid. As a result, it is possible to produce organic acids in an environmentally friendly and effective manner without using fossil fuel resources.

微細藻(シネコシスティス)による有機酸の産生結果を示す図である。(実施例1)It is a figure which shows the production result of the organic acid by microalgae (Synechocystis spp.). (Example 1) 微細藻(シネコシスティス)による有機酸の産生結果を示す図である。(実施例1)It is a figure which shows the production result of the organic acid by microalgae (Synechocystis spp.). (Example 1) 微細藻(ユーグレナ)による有機酸の産生結果を示す図である。(実施例2)It is a figure which shows the production result of the organic acid by a microalga (Euglena). (Example 2) 微細藻(クラミドモナス)による有機酸の産生結果を示す図である。(実施例3)It is a figure which shows the production result of the organic acid by the microalgae (Chlamydomonas). (Example 3) CO2通気条件下での微細藻(シネコシスティス)による有機酸の産生結果を示す図である。(実施例4)It is a figure which shows the production result of the organic acid by the microalgae (Synechocystis spp.) Under the CO 2 aeration condition. (Example 4) 微細藻によるコハク酸の産生経路を示す図である。(実施例5)It is a figure which shows the production pathway of succinic acid by microalgae. (Example 5) PEPカルボキシラーゼを過剰発現させた微細藻(シネコシスティス)による有機酸の産生結果を示す図である。(実施例5)It is a figure which shows the production result of the organic acid by the microalga (Synechocystis) which overexpressed PEP carboxylase. (Example 5) PGMを過剰発現させたPCC6803(PGMox)の作製方法を示す図である。(実施例6)It is a figure which shows the production method of PCC6803 (PGMox) which overexpressed PGM. (Example 6) PCC6803(PGMox)による有機酸の産生結果を示す図である。(実施例6)It is a figure which shows the production result of the organic acid by PCC6803 (PGMox). (Example 6) PFOを過剰発現させたPCC6803(PFORox)の作製方法を示す図である。(実施例7)It is a figure which shows the manufacturing method of PCC6803 (PFORox) which overexpressed PFO. (Example 7) PCC6803(PFORox)による有機酸の産生結果を示す図である。(実施例7)It is a figure which shows the production result of the organic acid by PCC6803 (PFORox). (Example 7) Flv3過剰発現微細藻の培養による乳酸及びコハク酸の産生を確認した結果図である。(実施例8)It is a result figure which confirmed the production of lactic acid and succinic acid by culture of Flv3 overexpressing microalgae. (Example 8) Flv3過剰発現微細藻の培養によるグリコーゲン及びATPの細胞内蓄積量を確認した結果図である。(実施例9)It is a result figure which confirmed the intracellular accumulation amount of glycogen and ATP by culture of Flv3 overexpressing microalgae. (Example 9) 微細藻(シネコシスティス)細胞内代謝物質の13C標識率の経時変化を示す図である。(参考例1)It is a figure which shows the time-dependent change of the 13 C labeling rate of a microalga (Synechocystis) intracellular metabolite. (Reference example 1) 微細藻(シネコシスティス)の細胞内代謝経路を示す図である。(参考例1)It is a figure which shows the intracellular metabolic pathway of microalgae (Synechocystis spp.). (Reference example 1) 微細藻の培養による、細胞密度及びグリコーゲンの細胞内蓄積量を経時的に測定した結果図である。(参考例2)It is a result figure which measured the cell density and the intracellular accumulation amount of glycogen by the culture of microalgae with time. (Reference example 2) 微細藻の培養による、酢酸、乳酸及びコハク酸の細胞内蓄積量を経時的に測定した結果図である。(参考例3)It is a result figure which measured the intracellular accumulation amount of acetic acid, lactic acid and succinic acid by culture of microalgae with time. (Reference example 3) 微細藻の培養による細胞内代謝プロファイルを調べた結果を示す図である。クエン酸回路のうち、ホスフォエノールピルビン酸、ピルビン酸、乳酸の細胞内蓄積量を経時的に測定した結果を示す図である。(参考例4)。It is a figure which shows the result of having investigated the intracellular metabolism profile by culture of microalgae. It is a figure which shows the result of having measured the intracellular accumulation amount of phosphoenolpyruvate, pyruvic acid, and lactic acid in the citric acid cycle with time. (Reference example 4). 微細藻の培養による細胞内代謝プロファイルを調べた結果を示す図である。クエン酸回路のうち、ホスフォエノールピルビン酸、リンゴ酸、フマル酸及びコハク酸の細胞内蓄積量を経時的に測定した結果を示す図である。(参考例4)It is a figure which shows the result of having investigated the intracellular metabolism profile by culture of microalgae. It is a figure which shows the result of having measured the intracellular accumulation amount of phosphoenolpyruvate, malic acid, fumaric acid and succinic acid in the citric acid cycle with time. (Reference example 4) 微細藻の培養による有機酸の産生に伴うATPの利用を確認した図である。即ちATP、ADP及びAMPの経時的変化を測定することで、ATPの利用を確認した結果を示す図である。(参考例5)It is a figure which confirmed the use of ATP accompanying the production of organic acid by culture of microalgae. That is, it is a figure which shows the result of confirming the use of ATP by measuring the time course change of ATP, ADP and AMP. (Reference example 5)

本発明は、有機酸の製造方法に関し、特に以下の工程を含む、微細藻からの有機酸の製造方法に関する。
(A)炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンを20〜2000 mM含む水性媒体中で微細藻を培養する工程;
(B)前記(A)の微細藻から産生された有機酸を回収する工程。
The present invention relates to a method for producing an organic acid, and more particularly to a method for producing an organic acid from microalgae, which comprises the following steps.
(A) A step of culturing microalgae in an aqueous medium containing 20 to 2000 mM carbonate ion and / or bicarbonate ion;
(B) A step of recovering the organic acid produced from the microalgae of the above (A).

1.微細藻
本明細書において、「微細藻」とは、葉緑素(クロロフィル)を持ち、光合成を行う微生物をいう。微細藻は、光合成によって大気中のCO2を固定化して糖類(例えば、グリコーゲン)を合成し、他方、水(H2O)から酸素(O2)を発生させ得る(「酸素発生型光合成」ともいう)。微細藻は、単細胞形態を有するものであってもよく、又はコロニー形態(例えば、フィラメント、シート又はボール)を有するものであってもよい。微細藻は、海洋又は淡水のいずれで繁殖するものであってもよい。
1. 1. Microalgae As used herein, the term "microalgae" refers to microorganisms that have chlorophyll and perform photosynthesis. Microalgae can immobilize CO 2 in the atmosphere by photosynthesis to synthesize sugars (eg, glycogen), while generating oxygen (O 2 ) from water (H 2 O) (“oxygen-evolving photosynthesis”). Also called). The microalgae may have a unicellular morphology or may have a colony morphology (eg, filaments, sheets or balls). The microalgae may propagate in either the ocean or freshwater.

本発明の微細藻は、原核生物のシアノバクテリア(ラン藻類)及び真核生物(例えば、緑藻類、珪藻類、渦鞭毛藻、紅藻、プラシノ藻、ユーグレナ藻、真正眼点藻など)の何れであってもよい。シアノバクテリア(ラン藻類)としては、例えばシネコシスティス属(Synechocystis)、アルスロスピラ属(Arthrospira)、スピルリナ属(Spirulina)、アナベナ属(Anabaena)、シネココッカス属(Synechococcus)、サーモシネココッカス属(Thermosynechococcus)、ノストック属(Nostoc)、プロクロロコッカス属(Prochlorococcu)、ミクロシスティス属(Microcystis)、グロエオバクター属(Gloeobacter)などが挙げられる。真核生物としては、例えばクラミドモナス属(Chlamydomonas)、クロレラ属(Chlorella)、ドナリエラ属(Dunaliella)、ヘマトコッカス属(Hematococcus)、ボルボックス属(Volvox)、ボトリオコッカス属(Botryococcus)などの緑藻類;リゾソレニア属(Rhizosolenia)、ケトセロス属(Chaetoceros)、シクロテラ属(Cyclotella)、シリンドロテカ(Cylindrotheca)、ナビクラ属(Navicula)、フェオダクチラム属(Phaeodactylum)、タラシオシラ属(Thalassiosira)、フィッツリフェラ属(Fistulifera)などの珪藻類;アンフィジニウム属(Amphidinium)、シンビオジニウム属(Symbiodinium)などの渦鞭毛藻;シアニディオシゾン属(Cyanidioschyzon)、ポルフィリジウム属(Phorphyridium)などの紅藻;オストレオコッカス属(Ostreococcus)などのプラシノ藻;ユーグレナ属(Euglena)などのユーグレナ藻;ナンノクロロプシス属(Nannochloropsis)などの真正眼点藻などが挙げられる。例えば、微細藻類の微生物種としては、シネコシスティスPCC6803種(Synechocystis sp. PCC6803)、シネココッカスPCC7002種(Synechococcus sp. PCC7002)、アルスロルピラ・プラテンシス(Arthrospira platensis)(「スピルリナ(Spirulina)」とも称される)、スピルリナ・マキシマ(Spirulina maxima)、スピルリナ・サブサルサ(Spirulina subsalsa)、アナベナPCC7120種(Anabaena sp. PCC7120)、クラミドモナス(Chlamydomonas reinhardtii)、クラミドモナス種(Chlamydomonas sp.)、クロレラ・ブルガリス(Chlorella vulgaris)、クロレラ・ピレノイドーサ(Chlorella pyrenoidosa)、ドナリエラ・サリナ(Dunaliella salina)、ドナリエラ種(Dunaliella sp.)、ヘマトコッカス・プルビアリス(Hematococcus pluvialis)、ボルボックス・カルテリ(Volvox carteri)、ボトリオコッカス・ブラウニイ(Botryococcus braunii)、シクロテラ・クリプティカ(Cyclotella cryptica)、シリンドロテカ・フジフォルミス(Cylindrotheca fusiformis)、ナビクラ・サプロフィラ(Navicula saprophila)、フェオダクチラム・トリコルヌツム(Phaeodactylum tricornutum)、タラシオシラ・シュードナナ(Thalassiosira pseudonana)、フィッツリフェラ種(Fistulifera sp.)、アンフィジニウム種(Amphidinium sp.)、シンビオジニウム・ミクロアドリアチクム(Symbiodinium microadriaticum)、シアニディオシゾン・メロレ(Cyanidioschyzon merolae)、ポルフィリジウム種(Porphyridium sp.)、オストレオコッカス・タウリ(Ostreococcus tauri)、ユーグレナ・グラシリス(Euglena gracilis)、ナンノクロロプシス・オキュラタ(Nannochloropsis oculata)などが挙げられる。 The microalgae of the present invention are either prokaryotic cyanobacteria (orchid algae) or eukaryotic organisms (eg, green algae, diatomaceae, whirlpool algae, red algae, placeno algae, Euglena algae, true eye spot algae, etc.). There may be. Examples of cyanobacteria (Cyanobacteria) include Synechocystis, Arthrospira, Spirulina, Anabaena, Synechococcus, Thermosynechococcus. Examples include the genus Stock (Nostoc), the genus Prochlorococcu, the genus Microcystis, and the genus Gloeobacter. Eukaryotic organisms include, for example, green algae such as Chlamydomonas, Chlorella, Dunaliella, Hematococcus, Volvox, Botryococcus; Genus (Rhizosolenia), Ketoceros (Chaetoceros), Cyclotella, Cylindrotheca, Navicula, Phaeodactylum, Thalassiosira, Fistulifera, etc. Kind; whirlpool algae such as Amphidinium, Symbiodinium; red algae such as Cyanidioschyzon, Phorphyridium; Ostreococcus, etc. Placeno algae; Euglena algae such as the genus Euglena; genuine eye spot algae such as the genus Nannochloropsis. For example, the microbial species of microalgae include Synechocystis sp. PCC6803, Synechococcus sp. PCC7002, and Arthrospira platensis (also referred to as "Spirulina"). Spirulina maxima, Spirulina subsalsa, Anabaena sp. PCC7120, Chlamydomonas reinhardtii, Chlamydomonas reinhardtii, Chlamydomonas chlamydomonas sp.・ Chlorella pyrenoidosa, Dunaliella salina, Dunaliella sp., Hematococcus pluvialis, Volvox carteri, Botriococcus braunii, Botry Cyclotella cryptica, Cylindrotheca fusiformis, Navicula saprophila, Phaeodactylum tricornutum, Phaeodactylum tricornutum, Thalassiosila pseudonana sp. Amphidinium sp., Symbiodinium microadriaticum, Synichocystis merolae, Porphyridium sp., Ostreococcus tauri , Euglena gracilis, Nanno chloropsis oculata) and the like.

本発明の方法に使用可能な微細藻は、野生型であってもよいし、有機酸を効果的に産生するように改変された微細藻であってもよい。改変の方法は、自体公知の方法や今後開発されるあらゆる方法を適用することができ、例えば遺伝子組換え等の手法により改変することができる。そのような微細藻として、例えば有機酸の産生を増強しうる酵素を過剰発現しうる遺伝子組換え微細藻が挙げられる。例えば、NADPH-O2オキシドレダクターゼの機能及び/又はグリコーゲンからクエン酸回路に至る解糖系での律速酵素の機能が増強された微細藻を利用することができる。 The microalgae that can be used in the method of the present invention may be wild-type or may be microalgae modified to effectively produce organic acids. As the modification method, a method known per se or any method developed in the future can be applied, and the modification can be performed by, for example, a method such as gene recombination. Examples of such microalgae include transgenic microalgae capable of overexpressing an enzyme capable of enhancing the production of organic acids. For example, microalgae with enhanced NADPH-O 2 oxidoreductase function and / or rate-determining enzyme function in glycolysis from glycogen to the citric acid cycle can be utilized.

本明細書において「NADPH-O2オキシドレダクターゼ」とは、還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADPH)を酸化型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADP+)に変換し、かつO2からH2Oを生成することを触媒する酵素をいう。当該酵素は、微細藻類が保有する光合成光化学系Iにおいて、還元型フェレドキシンからの電子伝達によりNADP+からの変換により生じたNADPHを再度NADP+に変換し、かつ酸素から水を生成し得る。 As used herein, the term "NADPH-O 2 oxidoreductase" refers to the conversion of reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) to oxidized nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP + ) and from O 2 to H. An enzyme that catalyzes the production of 2 O. In the photosynthetic photosystem I possessed by microalgae, the enzyme can convert NADPH generated by conversion from NADP + by electron transfer from reduced ferredoxin to NADP + again and generate water from oxygen.

本発明のNADPH-O2オキシドレダクターゼとしては、例えば、フラボジアイロンタンパク質(以下「Flv」ともいう。)が挙げられる。フラボジアイロンタンパク質としては、例えば、Flv3、Flv1などが挙げられ、特に好適にはFlv3である。フラボジアイロンタンパク質は、上記微細藻に由来するものが挙げられる。Flv3及びFlv1は、光合成光化学系IにおけるO2の光還元に関与している。例えば、Flv3としては、上記微細藻に由来するものが挙げられる。例えば、微細藻の形質転換のために、シネコシスティスPCC6803種(Synechocystis sp. PCC6803)由来のflv3遺伝子(sll0550:コード領域の塩基配列及びアミノ酸配列を配列番号1及び2に示す)が用いられ得る。本明細書において、例えばFlv3又はFlv1は、Flv3又はFlv1についてデータベースにて開示されたアミノ酸配列で特定されるほか、前記開示されたアミノ酸配列のうち1又は数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、本発明において必要な酵素活性を有するアミノ酸配列でも特定することができる。あるいはFlv3又はFlv1についてデータベースにて開示されたアミノ酸配列と例えば、70%以上の配列同一性を有し、本発明において必要な酵素活性を有するアミノ酸配列でも特定することができる。 Examples of the NADPH-O 2 oxidoreductase of the present invention include flavodiiron protein (hereinafter, also referred to as “Flv”). Examples of flavoproteins include Flv3, Flv1, and the like, and Flv3 is particularly preferable. Examples of flavoproteins include those derived from the above-mentioned microalgae. Flv3 and Flv1 are involved in the photoreduction of O 2 in photosynthetic photosystem I. For example, as Flv3, those derived from the above-mentioned microalgae can be mentioned. For example, the flv3 gene (sll0550: nucleotide sequence and amino acid sequence of the coding region shown in SEQ ID NOs: 1 and 2) derived from Synechocystis sp. PCC6803 can be used for transformation of microalgae. In the present specification, for example, Flv3 or Flv1 is specified by the amino acid sequence disclosed in the database for Flv3 or Flv1, and one or several amino acids in the disclosed amino acid sequence are deleted, substituted or added. It is also possible to specify an amino acid sequence having the above-mentioned amino acid sequence and having the enzyme activity required in the present invention. Alternatively, an amino acid sequence having 70% or more sequence identity with the amino acid sequence disclosed in the database for Flv3 or Flv1 and having the enzymatic activity required in the present invention can also be specified.

本発明で用いられるNADPH-O2オキシドレダクターゼに係る遺伝子は、上記フラボジアイロンタンパク質を発現しうる遺伝子をいい、具体的にはFlv3又はFlv1を発現しうる遺伝子をいい、特に好適にはFlv3を発現しうる遺伝子をいう。具体的には、データベースにて開示される塩基配列からなるDNAであっても良いし、当該DNAと相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズする遺伝子が挙げられる。ストリンジェントな条件とは、例えばMolecular Cloning, 2nd. Ed., Cold Spring Harbor Laboratory 1989, New Yorkの1.101〜1.104頁に開示される条件をいう。前記DNAにハイブリダイズしうる限り、配列特異的な結合がもたらされるので、このような機能性オリゴヌクレオチドも本発明のNADPH-O2オキシドレダクターゼに係る遺伝子に包含される。 The gene related to NADPH-O 2 oxidoreductase used in the present invention refers to a gene capable of expressing the above-mentioned flavodi iron protein, specifically, a gene capable of expressing Flv3 or Flv1, and particularly preferably Flv3. A gene that can be expressed. Specifically, it may be a DNA having a base sequence disclosed in a database, or a gene that hybridizes with a DNA having a base sequence complementary to the DNA under stringent conditions. Stringent conditions are those disclosed, for example, on pages 1.101 to 1.104 of Molecular Cloning, 2nd. Ed., Cold Spring Harbor Laboratory 1989, New York. Such functional oligonucleotides are also included in the gene for NADPH-O 2 oxidoreductase of the present invention as long as they can hybridize to the DNA, resulting in sequence-specific binding.

このような遺伝子は、例えば、開示される又は公知の塩基配列に基づいて設計したプライマーを用いて、各種生物から抽出したDNA、各種cDNAライブラリー又はゲノムDNAライブラリー等由来の核酸を鋳型とし、例えばPCR増幅を行うことにより、核酸断片として得ることができる。また、上記ライブラリーなどに由来する核酸を鋳型とし、本発明で発現又は発現しようとする酵素をコードする遺伝子の一部であるDNA断片をプローブとしてハイブリダイゼーションを行うことにより、核酸断片として得ることができる。あるいは遺伝子は、化学合成法等の当技術分野で公知の各種の核酸配列合成法によって、核酸断片として合成してもよい。遺伝子は、宿主微生物での発現を最適にするように、コドンが最適化されてもよい。コドンの最適化は、当業者が通常用いる任意の手段、装置を用いて実施することができる。 Such genes are modeled on, for example, nucleic acids derived from DNA extracted from various organisms, various cDNA libraries, genomic DNA libraries, etc. using primers designed based on disclosed or known base sequences. For example, it can be obtained as a nucleic acid fragment by performing PCR amplification. Further, it can be obtained as a nucleic acid fragment by hybridization using a nucleic acid derived from the above library or the like as a template and a DNA fragment which is a part of a gene encoding the enzyme to be expressed or expressed in the present invention as a probe. Can be done. Alternatively, the gene may be synthesized as a nucleic acid fragment by various nucleic acid sequence synthesis methods known in the art such as a chemical synthesis method. The gene may be codon-optimized to optimize expression in the host microorganism. Codon optimization can be performed using any means or device commonly used by those skilled in the art.

本明細書において、「NADPH-O2オキシドレダクターゼの機能が増強された微細藻」とは、「NADPH-O2オキシドレダクターゼの発現又は発現増強するように形質転換された微細藻」をいう。本明細書において、「NADPH-O2オキシドレダクターゼの発現又は発現増強する」とは、NADPH-O2オキシドレダクターゼに係る遺伝子の発現が増強されることをいう。本明細書において、NADPH-O2オキシドレダクターゼに係る遺伝子の発現が増強される形態は、発明の微細藻においてこれら遺伝子の発現を増強する改変が行われる前に比べて、当該NADPH-O2オキシドレダクターゼの生産量又は活性の増大が確認される形態であればよく、特に限定されない。遺伝子の発現を増強する改変は、自体公知の方法によっても良いし、今後開発されるあらゆる方法によっても良い。遺伝子の発現が増強されている実施形態としては、例えば、内因性のいずれかの遺伝子がより強力なプロモーター(構成的プロモーター又は誘導性プロモーターのいずれであってもよい)の制御下に連結された実施形態が挙げられる。また、追加的に内因性及び/又は外因性のいずれかの遺伝子が導入されている実施形態が挙げられる。追加的に導入されたいずれかの遺伝子は、好ましくは構成的プロモーターなど強力なプロモーターで作動可能に保持されている。発現の増強について、本明細書中においては「過剰発現」ともいう。 As used herein, the term "microalgae with enhanced NADPH-O 2 oxidoreductase function" refers to "microalgae transformed to express or enhance the expression of NADPH-O 2 oxidoreductase". As used herein, the term "expressing or enhancing the expression of NADPH-O 2 oxidoreductase" means that the expression of the gene related to NADPH-O 2 oxidoreductase is enhanced. In the present specification, the form in which the expression of the gene related to NADPH-O 2 oxidoreductase is enhanced is the NADPH-O 2 oxide, as compared with the form before the modification for enhancing the expression of these genes is performed in the microalgae of the present invention. It is not particularly limited as long as it is in a form in which an increase in the production amount or activity of reductase is confirmed. Modifications that enhance gene expression may be made by methods known per se or by any method developed in the future. In an embodiment in which gene expression is enhanced, for example, any endogenous gene is linked under the control of a stronger promoter (which may be either a constitutive promoter or an inducible promoter). Examples include embodiments. In addition, an embodiment in which either an endogenous gene and / or an exogenous gene is additionally introduced can be mentioned. Any additionally introduced gene is preferably retained operably by a strong promoter, such as a constitutive promoter. The enhancement of expression is also referred to herein as "overexpression".

プロモーターとしては、微細藻にて機能する任意のプロモーターを使用することができる。例えば、微細藻がシアノバクテリア(ラン藻類)の場合、ラン藻に由来し得るsbDII、psbA3、psbA2、nirA、petE、nrsRS、nrsABCD、ndhF3、rbcL、rbcX、glnA、atp1、atp2、petF1などのプロモーターが挙げられる。 As the promoter, any promoter that functions in microalgae can be used. For example, if the microalgae are cyanobacteria (cyanobacteria), promoters such as sbDII, psbA3, psbA2, nirA, petE, nrsRS, nrsABCD, ndhF3, rbcL, rbcX, glnA, atp1, atp2, petF1 that can be derived from cyanobacteria. Can be mentioned.

上記遺伝子を微細藻に導入するためのプラスミドベクターの一例は、pTCP2031Vベクターである。pTCP2031Vベクターは、psbA2(slr1311)プロモーター、並びにslr2030及びslr2031のコード領域の一部(相同組換え用プラットフォームとして)、及びクロラムフェニコール耐性カセットを含む組換えプラスミドなどが挙げられる(Satoh Sら, 2001, J. Biol. Chem. 276, 4293-4297;Horiuchi Mら, 2010, Biochem. J. 431, 135-140)。 An example of a plasmid vector for introducing the above gene into microalgae is the pTCP2031V vector. pTCP2031V vectors include the psbA2 (slr1311) promoter, as well as part of the coding region of slr2030 and slr2031 (as a platform for homologous recombination), and recombinant plasmids containing chloramphenicol-resistant cassettes (Satoh S et al.,, 2001, J. Biol. Chem. 276, 4293-4297; Horiuchi M et al., 2010, Biochem. J. 431, 135-140).

組換え用構築物、例えば、上記のように作製された発現ベクター又は染色体組込み型ベクターを、宿主微細藻に導入し、形質転換微細藻を作製することができる。 A recombinant construct, for example, an expression vector or a chromosome-integrated vector prepared as described above can be introduced into a host microalgae to prepare a transformed microalgae.

形質転換微細藻(特にシアノバクテリア)の形質転換には、多くの場合、遺伝子相同組換え法が用いられ得る。遺伝子相同組換え法のために、例えば、pTCP2031Vベクターが好適に用いられ得る。形質転換のための発現ベクター又は複製可能なプラスミドの導入は、自体公知の方法又は今後開発されるあらゆる方法を適用することができる。例えば、エレクトロポレーション法、プロトプラスト-PEG法、マイクロインジェクション法、パーティクル・ガン法、リン酸カルシウム法、リポフェクション法、カルシウムイオン法などが挙げられる。 In many cases, a gene homologous recombination method can be used for transformation of transformed microalgae (particularly cyanobacteria). For gene homologous recombination methods, for example, the pTCP2031V vector can be preferably used. For the introduction of an expression vector or a replicable plasmid for transformation, a method known per se or any method developed in the future can be applied. For example, the electroporation method, the protoplast-PEG method, the microinjection method, the particle gun method, the calcium phosphate method, the lipofection method, the calcium ion method and the like can be mentioned.

形質転換株は、遺伝子導入に用いられた発現ベクター又は染色体組込み型ベクターが有する選択マーカーなどを利用して選択される。宿主微生物それぞれに適した培地に、選択マーカーに応じた抗生物質又は薬剤を添加することができる。このような選択用培地として、微細藻の生育に適した任意の培地を使用することができる。例えば、BG-11寒天培地(例えば、Rippka Rら, 1979, J Gen Microbiol 111: 1-61に記載される:シアノバクテリアに用いられ得る);HSM寒天培地及びTAP寒天培地(これらは、例えば、福澤ら、2009,低温科学,67:17-21に記載される:緑藻などの真核生物に用いられ得る)などが挙げられる。まずこの選択マーカーに基づき形質転換体の選抜を行い、次いで、目的とする遺伝子(すなわち、NADPH-O2オキシドレダクターゼ遺伝子)又はその産物の発現を解析することにより、形質転換体の選抜を行うことができる。NADPH-O2オキシドレダクターゼ発現産物は、例えば、ウエスタンブロット法によって確認することができる。 The transformant is selected by using a selectable marker contained in the expression vector used for gene transfer or the chromosome-integrated vector. Antibiotics or drugs according to the selectable marker can be added to the medium suitable for each host microorganism. As such a selection medium, any medium suitable for the growth of microalgae can be used. For example, BG-11 agar medium (eg, described in Rippka R et al., 1979, J Gen Microbiol 111: 1-61: can be used for cyanobacteria); HSM agar medium and TAP agar medium (these are eg, eg. Fukuzawa et al., 2009, Agar Science, 67: 17-21: Can be used for eukaryotic organisms such as cyanobacteria). First, the transformant is selected based on this selectable marker, and then the transformant is selected by analyzing the expression of the target gene (that is, the NADPH-O 2 oxidoreductase gene) or its product. Can be done. The NADPH-O 2 oxidoreductase expression product can be confirmed by, for example, Western blotting.

本明細書における解糖系での律速酵素の例として、ホスフォエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPカルボキシラーゼ:PEPC)、ホスフォグルコムターゼ(PGM:phosphoglucomutase)、ピルビン酸フェレドキシン酸化還元酵素(PFO)が挙げられる(図6参照)。 Examples of rate-determining enzymes in glycolysis herein include phosphoenolpyruvate carboxylase (PEP carboxylase: PEPC), phosphoglucomutase (PGM: phosphoglucomutase), and pyruvate ferredoxin oxidoreductase (PFO). (See FIG. 6).

本明細書において、PEPカルボキシラーゼとは、炭酸固定経路のC4経路でホスフォエノールピルビン酸とCO2からオキサロ酢酸を合成する酵素をいう。本明細書において、ホスフォグルコムターゼ(PGM:phosphoglucomutase)とは、グリコーゲンの代謝において、グルコース-1-リン酸(G1P)とグルコース-6-リン酸(G6P)とを相互変換する酵素である。本明細書において、ピルビン酸フェレドキシン酸化還元酵素(PFO)とは、酸化還元酵素に分類され、解糖系におけるピルビン酸とアセチルCoAとを相互変換する酵素である。 As used herein, PEP carboxylase refers to an enzyme that synthesizes oxaloacetate from phosphoenolpyruvate and CO 2 in the C 4 pathway of the carbon dioxide fixation pathway. As used herein, phosphoglucomutase (PGM) is an enzyme that mutually converts glucose-1-phosphate (G1P) and glucose-6-phosphate (G6P) in the metabolism of glycogen. In the present specification, pyruvate ferredoxin oxidoreductase (PFO) is classified as an oxidoreductase and is an enzyme that mutually converts pyruvate and acetyl-CoA in glycolysis.

2.水性媒体
上記において「水性媒体」とは、種培養及び/又は本培養に用いられる水溶液をいう。後述するように窒素源、無機塩などを含む水溶液であることが好ましい。具体的には、微細藻に応じて、人工又は天然の海水、あるいは淡水(例えば、蒸留水)を用いてもよい。例えば、BG-11培地(J Gen Microbiol 111: 1-61 (1979));HSM培地及びTAP培地(低温科学,67:17-21 (2009))、Cramer-Myers培地(CM培地)等を使用することができる。具体的には、以下の表1に示す組成の培地を用いてもよい。
2. Aqueous medium In the above, the "aqueous medium" refers to an aqueous solution used for seed culture and / or main culture. As will be described later, it is preferably an aqueous solution containing a nitrogen source, an inorganic salt and the like. Specifically, artificial or natural seawater or fresh water (for example, distilled water) may be used depending on the microalgae. For example, BG-11 medium (J Gen Microbiol 111: 1-61 (1979)); HSM medium and TAP medium (low temperature science, 67: 17-21 (2009)), Cramer-Myers medium (CM medium), etc. are used. can do. Specifically, a medium having the composition shown in Table 1 below may be used.

Figure 2021106614
Figure 2021106614

培養での有機酸の生産反応を効率的に行うために、水性媒体には、前記培地に炭素源として有機原料を添加しても良い。本培養に用いる有機原料は、前記微細藻が資化して増殖し得るものであれば特に限定されないが、通常、ガラクトース、ラクトース、グルコース、フルクトース、スクロース、サッカロース、デンプン、セルロース等の炭水化物;グリセロール、マンニトール、キシリトール、リビトール等のポリアルコール類等の発酵性糖質が用いられ、目的とする有機酸に応じて選択可能であり、一般的な有機原料から選択できる。例えば、グルコース、スクロース、又はフルクトースが好ましく、特にグルコース又はスクロースが好ましい。また、前記発酵性糖質を含有する澱粉糖化液、糖蜜なども使用され、前記発酵性糖質がサトウキビ、甜菜、サトウカエデ等の植物から搾取した糖液であってもよい。これらの有機原料は、単独でも組み合わせても使用できる。水性媒体には炭酸イオン、重炭酸イオン又CO2を含有させることができる。 In order to efficiently carry out the production reaction of the organic acid in the culture, an organic raw material may be added to the medium as a carbon source. The organic raw material used for the main culture is not particularly limited as long as the microalcohol can be assimilated and proliferated, but usually, carbohydrates such as galactose, lactose, glucose, fructose, sucrose, saccharose, starch and cellulose; glycerol, Fructose sugars such as polyalcohols such as mannitol, xylitol, and ribitol are used and can be selected according to the target organic acid, and can be selected from general organic raw materials. For example, glucose, sucrose, or fructose is preferable, and glucose or sucrose is particularly preferable. Further, a starch saccharified solution containing the fermentable sugar, molasses and the like are also used, and the fermentable sugar may be a sugar solution extracted from plants such as sugar cane, sugar beet and sugar maple. These organic raw materials can be used alone or in combination. The aqueous medium can contain carbonate ion, bicarbonate ion or CO 2 .

3.培養条件
微細藻の培養温度は、通常15〜40℃、好ましくは20〜37℃であり、より好ましくは25℃〜35℃である。水性媒体のpHは、微細藻の増殖に適した任意のpH、例えば、pH 5〜10、好ましくは、pH 6〜9、より好ましくは、pH 6〜8に調整することができる。pHは、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等を添加することによって適宜調整することができる。
3. 3. Culturing conditions The culturing temperature of microalgae is usually 15 to 40 ° C, preferably 20 to 37 ° C, and more preferably 25 ° C to 35 ° C. The pH of the aqueous medium can be adjusted to any pH suitable for the growth of microalgae, such as pH 5-10, preferably pH 6-9, more preferably pH 6-8. The pH can be appropriately adjusted by adding sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, magnesium carbonate, sodium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide and the like.

本発明の有機酸の製造方法に関し、微細藻は予め前培養することができる。例えば、(1)前々培養、(2)前培養、(3)本培養(光独立栄養)、(4)本培養(嫌気、暗所)等のステップを経て培養することができる。(1)〜(3)の培養では、通気培養を行うことができ、培養期間としては、好ましくは各々3日〜14日、より好ましくは3日〜5日である。通気培養のために、空気やCO2を混合した空気を水性媒体に通気することができる。 Regarding the method for producing an organic acid of the present invention, microalgae can be pre-cultured in advance. For example, it can be cultured through steps such as (1) pre-culture, (2) pre-culture, (3) main culture (photoautotrophic), and (4) main culture (anaerobic, dark place). In the cultures (1) to (3), aeration culture can be performed, and the culture period is preferably 3 to 14 days, more preferably 3 to 5 days, respectively. For aerated culture, air or air mixed with CO 2 can be aerated through an aqueous medium.

本明細書の(3)本培養(光独立栄養)において、「光独立栄養」とは一般的な意味で使用され、微細藻が光合成によってCO2と水から糖を作り、これをエネルギー源として成長する仕組みをいう。光独立栄養時の光照射条件は自然光又は人工光のいずれであってもよく、その強さは、水性媒体中の藻体密度及び培養槽の深さ等によって、適宜調節することができる。例えば、30〜2000μmol photons m-2 s-1、好ましくは、30〜1000μmol photons m-2 s-1、より好ましくは、50〜600μmol photons m-2 s-1の自然光又は人工光が用いられ得る。上記範囲であると、微細藻が光合成を行って順調に増殖し得る。光照射は、連続的であっても周期的であってもよい。屋外の大規模培養については、コストを最小限にし、かつ人工照明の追加費用を回避するために、明/暗周期を設けてもよい。 In (3) main culture (photoautotroph) of the present specification, "photoautotroph" is used in a general sense, and microalgae produce sugar from CO 2 and water by photosynthesis, and this is used as an energy source. A mechanism for growth. The light irradiation conditions during photoautotrophic nutrition may be either natural light or artificial light, and the intensity thereof can be appropriately adjusted depending on the density of algae in the aqueous medium, the depth of the culture tank, and the like. For example, 30~2000μmol photons m -2 s -1, preferably, 30~1000μmol photons m -2 s -1, more preferably, 50~600μmol photons m -2 s natural light or artificial light of -1 can be used .. Within the above range, microalgae can photosynthesize and proliferate smoothly. The light irradiation may be continuous or periodic. For large outdoor cultures, light / dark cycles may be provided to minimize costs and avoid additional costs of artificial lighting.

本明細書の(4)本培養(嫌気、暗所)において、「嫌気培養」とは、溶液中の溶存酸素濃度を低く抑えて培養することをいう。嫌気的条件とするために、例えば容器を密閉して無通気で反応させる、窒素ガス(N2)等の不活性ガスを供給して反応させる、又はCO2含有の不活性ガスを通気する等の方法を用いることができる。嫌気・暗所条件の工程で、有機酸は水性媒体中に排出される。 In (4) main culture (anaerobic, dark place) of the present specification, "anaerobic culture" means culturing with the dissolved oxygen concentration in the solution kept low. In order to make the condition anaerobic, for example, the container is sealed and reacted without airflow, an inert gas such as nitrogen gas (N 2 ) is supplied for reaction, or an inert gas containing CO 2 is aerated. Method can be used. In the process of anaerobic and dark conditions, the organic acid is discharged into the aqueous medium.

本明細書の(4)本培養(嫌気、暗所)において、炭酸イオン、重炭酸イオン及び/又はCO2が含有されていることが重要である。炭酸イオン、重炭酸イオンは、20〜2000 mM、好ましくは20〜500 mM、さらに好ましくは20〜150 mMが含有されているのが好適である。水性媒体への炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンの導入は、(1)CO2の充填、及び/又は、(2)炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、炭酸マグネシウムより選択されるいずれか1種又は2種以上の炭酸塩の添加によることができる。CO2を充填する場合は、飽和状態になるまで充填することができる。CO2が飽和状態になることで、炭酸イオン濃度は20〜2000 mMとなる。 It is important that (4) main culture (anaerobic, dark place) of the present specification contains carbonate ion, bicarbonate ion and / or CO 2. The carbonate ion and bicarbonate ion preferably contain 20 to 2000 mM, preferably 20 to 500 mM, and more preferably 20 to 150 mM. The introduction of carbonate and / or bicarbonate into an aqueous medium is selected from (1) CO 2 filling and / or (2) sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, magnesium carbonate. It can be done by adding any one or more carbonates. When filling with CO 2 , it can be filled until saturated. When CO 2 is saturated, the carbonate ion concentration becomes 20 to 2000 mM.

4.微細藻から産生された有機酸の回収
以上の様な方法で産生された有機酸は、必要に応じて、水性媒体から、自体公知の方法又は今後開発されるあらゆる分離、精製方法により分離、精製することができる。具体的には、限外ろ過膜分離、遠心分離、濃縮等により微細藻及びその産生物と分離した後、カラム法、晶析法等の公知の方法で精製し、乾燥させる事により、結晶として採取する方法等が挙げられる。本発明で、製造の対象となる有機酸としては、特に限定されるものではないが、クエン酸回路において産生される細胞内代謝有機酸であり、具体的には有機カルボン酸である。有機カルボン酸として、例えばコハク酸、乳酸、酢酸、フマル酸、2-ケトグルタル酸、リンゴ酸、クエン酸等が挙げられる。有機酸のうちコハク酸、フマル酸、2-ケトグルタル酸、リンゴ酸等の脂肪族ジカルボン酸が好適であり、特にコハク酸が好適である。
4. Recovery of Organic Acids Produced from Microalgae Organic acids produced by the above methods are separated and purified from an aqueous medium by a method known per se or any separation or purification method developed in the future, if necessary. can do. Specifically, it is separated from microalgae and its products by ultrafiltration membrane separation, centrifugation, concentration, etc., then purified by a known method such as a column method or a crystallization method, and dried to form crystals. Examples include a method of collecting. In the present invention, the organic acid to be produced is not particularly limited, but is an intracellularly metabolized organic acid produced in the citric acid cycle, and specifically, an organic carboxylic acid. Examples of the organic carboxylic acid include succinic acid, lactic acid, acetic acid, fumaric acid, 2-ketoglutaric acid, malic acid, citric acid and the like. Among the organic acids, aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, fumaric acid, 2-ketoglutaric acid and malic acid are preferable, and succinic acid is particularly preferable.

5.有機酸の製造
上記方法で微細藻から産生された有機酸を回収することで、化石燃料資源を用いず、環境に優しく効果的に有機酸を製造することができる。すなわち、微細藻の光合成と微細藻に取り込まれた炭素源によりバイオマスから有機酸を産生可能となり、環境に優しく効果的に有機酸を製造することができる。水性媒体への炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンの供給は、例えば電気や鉄鋼等の製造工程において産業的に排出された大気中のCO2を利用し、有効活用することができる。大気中のCO2を有効活用できる点で、自然環境に対して優れた効果を有する。さらに、本発明の微細藻によれば、バイオマスとして使用される水性媒体は淡水のみならず海水を活用することができ、水資源の枯渇や耕作地の限界に左右されず安定的に有効活用することができる。
5. Production of Organic Acids By recovering organic acids produced from microalgae by the above method, it is possible to produce organic acids in an environmentally friendly and effective manner without using fossil fuel resources. That is, the photosynthesis of microalgae and the carbon source incorporated into the microalgae make it possible to produce organic acids from biomass, and it is possible to produce organic acids in an environmentally friendly and effective manner. The supply of carbonate ion and / or bicarbonate ion to the aqueous medium can be effectively utilized by utilizing, for example, CO 2 in the atmosphere industrially emitted in the manufacturing process of electricity, steel and the like. It has an excellent effect on the natural environment in that it can effectively utilize CO 2 in the atmosphere. Further, according to the microalgae of the present invention, the aqueous medium used as biomass can utilize not only fresh water but also seawater, and can be stably and effectively utilized regardless of the depletion of water resources and the limit of cultivated land. be able to.

6.クエン酸回路
本発明は、微細藻を炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンの含有量が20〜2000 mMの水性媒体中で培養することを特徴とする、微細藻内クエン酸回路の活性化方法にも及ぶ。本発明の方法によれば、クエン酸回路が活性化され、その結果、細胞内代謝物である有機酸の産生が増強される。
6. Citric Acid Cycle The present invention provides a method for activating the citric acid cycle in microalgae, which comprises culturing microalgae in an aqueous medium having a carbonate ion and / or bicarbonate ion content of 20 to 2000 mM. Also extends. According to the method of the present invention, the citric acid cycle is activated, and as a result, the production of organic acid, which is an intracellular metabolite, is enhanced.

以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)微細藻(シネコシスティス)による有機酸の産生
本実施例において、微細藻類の微生物種としてシネコシスティスPCC6803種(Synechocystis sp. PCC6803)グルコース耐性(GT)(Williams JGK, 1988, Methods Enzymol 167: 766-778)(以下、本実施例及び各実施例において「PCC6803(GT)」という。)を用いた。
(Example 1) Production of organic acid by microalgae (Synechocystis sp. PCC6803) In this example, Synechocystis sp. PCC6803 (Synechocystis sp. PCC6803) glucose tolerance (GT) (Williams JGK, 1988, Methods Enzymol 167:) 766-778) (hereinafter referred to as "PCC6803 (GT)" in this example and each example) was used.

(1)前々培養
BG-11寒天培地(1.5% Agarを含むBG-11)上で生育したPCC6803(GT)のコロニーを白金耳でとり、水性媒体(70 mL)に加え、pH7.8にて通気条件下、50μmol photons m-2 s-1で30℃にて4〜5日間培養した。ここでは水性媒体として、BG-11液体培地(Rippka Rら, 1J Gen Microbiol 111: 1-61 (1979))に17.6 mM NaNO3, 20 mM Hepes-KOHを含む培養液を用いた。藻体密度は、Shimadzu UV mini spectrophotometer(紫外可視分光光度計:株式会社島津製作所製)を用いてOD750により測定した。培養後のOD750は1〜1.5であった。通気とは、特に言及しない場合は空気による通気を意味する。以下の実施例についても同様である。
(1) Culture before before
PCC6803 (GT) colonies grown on BG-11 agar medium (BG-11 containing 1.5% Agar) were taken with a loop loop, added to an aqueous medium (70 mL), and 50 μmol under aeration conditions at pH 7.8. The cells were cultured in photons m -2 s- 1 at 30 ° C. for 4 to 5 days. Here, as an aqueous medium, a culture medium containing 17.6 mM NaNO 3 , 20 mM Hepes-KOH in a BG-11 liquid medium (Rippka R et al., 1J Gen Microbiol 111: 1-61 (1979)) was used. The algae density was measured by OD 750 using a Shimadzu UV mini spectrophotometer (ultraviolet-visible spectrophotometer: manufactured by Shimadzu Corporation). Post-culture OD 750 ranged from 1 to 1.5. Ventilation means ventilation by air unless otherwise specified. The same applies to the following examples.

(2)前培養
上記(1)で前々培養したPCC6803(GT)を、OD750が0.1になるように水性媒体(150 mL)に加え、pH7.8にて通気条件下、50μmol photons m-2 s-1で30℃にて4〜5日間培養した。ここでは水性媒体として、BG-11液体培地に17.6 mM NaNO3, 20 mM Hepes-KOHを含む培養液を用いた。培養後のOD750は1〜1.5であった。
(2) pre-culture above the (1) PCC6803 (GT) was pre-preculture in, OD 750 is added to the aqueous medium (0.99 mL) such that 0.1, aeration at pH 7.8, 50 [mu] mol photons m - The cells were cultured at 30 ° C. for 4 to 5 days at 2 s- 1. Here, as an aqueous medium, a culture medium containing 17.6 mM NaNO 3 , 20 mM Hepes-KOH in a BG-11 liquid medium was used. Post-culture OD 750 ranged from 1 to 1.5.

(3)本培養(光独立利用)
上記(2)で前培養したPCC6803(GT)を、OD750が0.4になるように水性媒体(70 mL)に加え、pH7.8にてCO2通気条件下、120μmol photons m-2 s-1で30℃にて3日間培養した。ここでは、水性媒体としてBG-11液体培地に5 mM NH4Cl, 50 mM Hepes-KOHを含む培養液を用いた。培養後のOD750は6〜7であった。培養後、フィルター(polytetrafluoroethylene膜、孔径1μm)濾過にてPCC6803(GT)を回収した。
(3) Main culture (light independent use)
PCC6803 (GT) pre-cultured in (2) above was added to an aqueous medium (70 mL) so that OD 750 became 0.4, and 120 μmol photons m -2 s- 1 at pH 7.8 under CO 2 aeration conditions. Incubated at 30 ° C. for 3 days. Here, as an aqueous medium, a culture medium containing 5 mM NH 4 Cl and 50 mM Hepes-KOH in a BG-11 liquid medium was used. Post-culture OD 750 was 6-7. After culturing, PCC6803 (GT) was recovered by filtration through a filter (polytetrafluoroethylene membrane, pore size 1 μm).

(4)本培養(嫌気・暗所)
上記(3)で回収したPCC6803(GT)を、OD750が20になるように水性媒体(10 mL)に加えた。ここでは水性媒体として100 mM Hepes-KOH(pH7.8)を用いた。0〜500 mMの炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)を水性媒体に添加し、10分間のN2通気後、嫌気条件下で培養を開始し、72時間後にPCC6803(GT)を含む水性媒体を回収した。
(4) Main culture (anaerobic / dark place)
The PCC6803 (GT) recovered in (3) above was added to an aqueous medium (10 mL) so that the OD 750 became 20. Here, 100 mM Hepes-KOH (pH 7.8) was used as the aqueous medium. 0-500 mM sodium hydrogen carbonate (LVDS 3 ) was added to the aqueous medium, and after 10 minutes of N 2 aeration, culture was started under anaerobic conditions, and 72 hours later, the aqueous medium containing PCC6803 (GT) was recovered. ..

上記(4)で回収した水性媒体を、各々14000g、4℃にて5分間遠心分離し、上清を回収し、0.45μm孔径Mini-UniPrep(GEヘルスケア・ジャパン株式会社製)を用いて濾過した。濾過液について、コハク酸、乳酸、酢酸及びグリコーゲンの産生量を、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)カラム(Aminex HPX-87H;Bio-Rad社製)及び屈折率検出器(RID-10A;株式会社島津製作所製)を備えたHPLCにより測定した。フマル酸、2-ケトグルタル酸、リンゴ酸、クエン酸の産生量は非特許文献2に記載の通り、細胞内代謝物を抽出し、そしてキャピラリー電気泳動/質量分析(CE/MS)システム(CE:Agilent G7100;MS,Agilent G6224AA LC/MSD TOF; Agilent Technologies社製)及びMassHunter Workstation Data Acquisitionソフトウェア(Agilent Technologies社製)により制御される液体クロマトグラフィー−トリプル四重極質量分析(LC/QqQ-MS)システム(LC:Agilent 1200 series;MS,Agilent 6460 with Jet Stream Technology;Agilent Technologies社製)を用いて分析し、測定した。その結果、NaHCO3濃度の増加に伴って、有機酸(コハク酸、乳酸、酢酸、フマル酸、2-ケトグルタル酸、リンゴ酸、クエン酸)の産生量は増加の傾向を示した(図1、2)。NaHCO3濃度を調節することで、PCC6803(GT)によりコハク酸、乳酸及び酢酸を効果的に産生可能であることが確認された。 The aqueous medium recovered in (4) above was centrifuged at 14000 g and 4 ° C for 5 minutes, respectively, and the supernatant was recovered and filtered using a 0.45 μm pore size Mini-UniPrep (manufactured by GE Healthcare Japan Co., Ltd.). did. For the filtrate, the amount of succinic acid, lactic acid, acetic acid and glycogen produced was measured by high performance liquid chromatography (HPLC) column (Aminex HPX-87H; manufactured by Bio-Rad) and refractive index detector (RID-10A; Shimadzu Corporation). Measured by HPLC equipped with (manufactured by Mfg. Co., Ltd.). The production of fumalic acid, 2-ketoglutaric acid, malic acid, and citrate is described in Non-Patent Document 2 by extracting intracellular metabolites and capillary electrophoresis / mass spectrometry (CE / MS) system (CE: Liquid Chromatography-Triple Quadrupole Mass Spectrometry (LC / QqQ-MS) Controlled by Agilent G7100; MS, Agilent G6224AA LC / MSD TOF; Agilent Technologies) and Mass Hunter Workstation Data Acquisition Software (Agilent Technologies) It was analyzed and measured using a system (LC: Agilent 1200 series; MS, Agilent 6460 with Jet Stream Technology; manufactured by Agilent Technologies). As a result, the amount of organic acids (succinic acid, lactic acid, acetic acid, fumaric acid, 2-ketoglutaric acid, malic acid, citric acid) produced tended to increase as the LVDS 3 concentration increased (Fig. 1, Fig. 1,). 2). It was confirmed that succinic acid, lactic acid and acetic acid can be effectively produced by PCC6803 (GT) by adjusting the LVDS 3 concentration.

(実施例2)微細藻(ユーグレナ)による有機酸の産生
本実施例において、微細藻類の微生物種としてユーグレナ(Euglena gracilis (NIES-48))株を用いた。以下「NIES-48」という。
(Example 2) Production of organic acid by microalgae (Euglena) In this example, Euglena (Euglena gracilis (NIES-48)) strain was used as a microbial species of microalgae. Hereinafter referred to as "NIES-48".

(1)前々培養
Cramer-Myers寒天培地(1.5% Agarを含むCM培地)上で生育したNIES-48のコロニーを白金耳でとり、水性媒体(70 mL)に加え、pH7.8にて通気条件下、50μmol photons m-2 s-1で30℃にて4〜5日間培養した。ここでは水性媒体として、表2に示す組成のCM培地に7.5mM (NH4)2HPO4を含む培養液を用いた。培養後のOD750は1〜1.5であった。
(1) Culture before before
Colonies of NIES-48 grown on Cramer-Myers agar medium (CM medium containing 1.5% Agar) were taken with a loop loop, added to an aqueous medium (70 mL), and 50 μmol photons m under aeration conditions at pH 7.8. Incubate at 30 ° C for 4-5 days at -2 s- 1. Here, as the aqueous medium, a culture medium containing 7.5 mM (NH 4 ) 2 HPO 4 in the CM medium having the composition shown in Table 2 was used. Post-culture OD 750 ranged from 1 to 1.5.

Figure 2021106614
Figure 2021106614

(2)前培養
上記(1)で前々培養したNIES-48を、OD750が0.1になるように水性媒体(150 mL)に加え、pH3.5にて通気条件下、50μmol photons m-2 s-1で30℃にて4〜5日間培養した。ここでは水性媒体として、CM培地に7.5 mM (NH4)2HPO4を含む培養液を用いた。培養後のOD750は1〜1.5であった。
(2) Pre-culture Add NIES-48 pre-cultured in (1) above to an aqueous medium (150 mL) so that the OD 750 becomes 0.1, and under aeration conditions at pH 3.5, 50 μmol photons m- 2. The cells were cultured in s-1 at 30 ° C. for 4 to 5 days. Here, as an aqueous medium, a culture medium containing 7.5 mM (NH 4 ) 2 HPO 4 in a CM medium was used. Post-culture OD 750 ranged from 1 to 1.5.

(3)本培養(光独立利用)
上記(2)で前培養したNIES-48を、OD750が0.4になるように水性媒体(70 mL)に加え、pH3.5にてCO2通気条件下、120μmol photons m-2 s-1で30℃にて5日間培養した。ここでは、水性媒体としてCM培地に3 mM (NH4)2HPO4を含む培養液を用いた。培養後のOD750は6〜7であった。培養後、遠心分離(3000g、5分、4℃)によりNIES-48を回収した。
(3) Main culture (light independent use)
Add NIES-48 pre-cultured in (2) above to an aqueous medium (70 mL) so that OD 750 becomes 0.4, and under CO 2 aeration conditions at pH 3.5, at 120 μmol photons m -2 s- 1 . The cells were cultured at 30 ° C. for 5 days. Here, as an aqueous medium, a culture medium containing 3 mM (NH 4 ) 2 HPO 4 was used as a CM medium. Post-culture OD 750 was 6-7. After culturing, NIES-48 was recovered by centrifugation (3000 g, 5 minutes, 4 ° C).

(4)本培養(嫌気・暗所)
上記(3)で回収したNIES-48を、OD750が20になるように水性媒体(10 mL)に加えた。ここでは水性媒体として100 mM Hepes-KOH(pH7.8)を用いた。そして、0、100、200 mMとなるようにNaHCO3を水性媒体に添加し、10分間のN2通気後、嫌気条件下で170rpmで撹拌しながら30℃で培養を開始し、72時間培養した。密閉状態を維持したままNIES-48を含む水性媒体を回収した。
(4) Main culture (anaerobic / dark place)
The NIES-48 recovered in (3) above was added to an aqueous medium (10 mL) so that the OD 750 became 20. Here, 100 mM Hepes-KOH (pH 7.8) was used as the aqueous medium. Then, LVDS 3 was added to the aqueous medium so as to be 0, 100, and 200 mM, and after N 2 aeration for 10 minutes, the culture was started at 30 ° C. with stirring at 170 rpm under anaerobic conditions, and the cells were cultured for 72 hours. .. The aqueous medium containing NIES-48 was recovered while maintaining the sealed state.

上記(4)で培養したNIES-48を含む水性媒体を、各々14000g、4℃にて5分間遠心分離し、上清を回収し、実施例1と同手法により濾過した。さらに実施例1と同手法により、コハク酸、乳酸、酢酸及びクエン酸の産生量を測定した。その結果、NaHCO3濃度が100 mMでコハク酸、乳酸及び酢酸の産生量は各々増加し、200 mMでは、乳酸及び酢酸の産生量は減少の傾向を示した(図3)。一方、クエン酸はNaHCO3濃度の増加に伴って、産生量は増加の傾向を示した(図3)。NaHCO3濃度を調節することで、ユーグレナにより有機酸(コハク酸、乳酸、酢酸、クエン酸)を効果的に産生可能であることが確認された。 The aqueous medium containing NIES-48 cultured in (4) above was centrifuged at 14000 g and 4 ° C. for 5 minutes, respectively, and the supernatant was collected and filtered by the same method as in Example 1. Further, the production amounts of succinic acid, lactic acid, acetic acid and citric acid were measured by the same method as in Example 1. As a result, the production amounts of succinic acid, lactic acid and acetic acid increased at 100 mM of LVDS 3 concentration, and the production amounts of lactic acid and acetic acid tended to decrease at 200 mM (Fig. 3). On the other hand, the amount of citric acid produced tended to increase as the concentration of LVDS 3 increased (Fig. 3). It was confirmed that Euglena can effectively produce organic acids (succinic acid, lactic acid, acetic acid, citric acid) by adjusting the LVDS 3 concentration.

(実施例3)微細藻(クラミドモナス)による有機酸の産生
本実施例において、微細藻類の微生物種としてクラミドモナス(Chlamydomonas reinhardtii)株を用いた。以下「C. reinhardtii」という。
(Example 3) Production of organic acid by microalgae (Chlamydomonas) In this example, Chlamydomonas reinhardtii strain was used as a microbial species of microalgae. Hereinafter referred to as "C. reinhardtii".

(1)前々培養
TAP寒天培地(1.5%Agarを含むTAP培地)上で生育したC. reinhardtiiのコロニーを白金耳でとり、水性媒体(70 mL)に加え、pH7.8にてCO2通気条件下、100μmol photons m-2 s-1で30℃にて4〜5日間培養した。ここでは水性媒体としてMB6N培地を用いた。培養後のOD750は2.5〜3.5であった。TAP培地及びMB6N培地の組成は表3に示した。
(1) Culture before before
C. reinhardtii colonies grown on TAP agar medium (TAP medium containing 1.5% Agar) were taken with a loop loop, added to an aqueous medium (70 mL), and 100 μmol photons m under CO 2 aeration conditions at pH 7.8. Incubate at 30 ° C for 4-5 days at -2 s- 1. Here, MB6N medium was used as the aqueous medium. Post-culture OD 750 was 2.5-3.5. The compositions of TAP medium and MB6N medium are shown in Table 3.

Figure 2021106614
Figure 2021106614

(2)前培養
上記(1)で前々培養したC. reinhardtiiを、OD750が0.1になるように水性媒体(150 mL)に加え、pH7.8にてCO2通気条件下、120μmol photons m-2 s-1で30℃にて3日間培養した。ここでは水性媒体としてMB6N培地を用いた。培養後のOD750は2.5〜3.5であった。
(2) Pre-culture Add C. reinhardtii pre-cultured in (1) above to an aqueous medium (150 mL) so that the OD 750 becomes 0.1, and under CO 2 aeration conditions at pH 7.8, 120 μmol photons m. Incubate at 30 ° C for 3 days at -2 s- 1. Here, MB6N medium was used as the aqueous medium. Post-culture OD 750 was 2.5-3.5.

(3)本培養(光独立利用)
上記(2)で前培養したC. reinhardtiiを、OD750が0.4になるように水性媒体(70 mL)に加え、pH7.8にてCO2通気条件下、120μmol photons m-2 s-1で30℃にて5日間培養した。ここでは水性媒体としてMB6N培地を用いた。培養後のOD750は3.5〜4.5であった。培養後、遠心分離(14000g、5分、4℃)でC. reinhardtiiを回収した。
(3) Main culture (light independent use)
C. reinhardtii precultured in (2) above was added to an aqueous medium (70 mL) so that OD 750 became 0.4, and under CO 2 aeration conditions at pH 7.8, at 120 μmol photons m -2 s- 1 . The cells were cultured at 30 ° C. for 5 days. Here, MB6N medium was used as the aqueous medium. Post-culture OD 750 was 3.5-4.5. After culturing, C. reinhardtii was recovered by centrifugation (14000 g, 5 minutes, 4 ° C).

(4)本培養(嫌気・暗所)
上記(3)で回収したC. reinhardtiiを、OD750が20になるように水性媒体(10 mL)に加えた。ここでは水性媒体として50 mM Hepes-KOH (pH7.8)を用いた。また、0、100 mMとなるようにNaHCO3を添加し、10分間のN2通気後、嫌気条件下170rpmで撹拌しながら、30℃で培養を開始し、72時間培養した。密閉状態を維持したままC. reinhardtiiを含む水性媒体を回収した。
(4) Main culture (anaerobic / dark place)
The C. reinhardtii recovered in (3) above was added to an aqueous medium (10 mL) so that the OD 750 became 20. Here, 50 mM Hepes-KOH (pH 7.8) was used as the aqueous medium. In addition, LVDS 3 was added so as to be 0 and 100 mM, and after N 2 aeration for 10 minutes, the culture was started at 30 ° C. with stirring at 170 rpm under anaerobic conditions, and the cells were cultured for 72 hours. The aqueous medium containing C. reinhardtii was recovered while maintaining the sealed state.

上記(4)で回収した水性媒体を、各々14000g、4℃にて5分間遠心分離し、実施例1と同手法により上清を回収し、0.45μm孔径Mini-UniPrep(GEヘルスケア・ジャパン株式会社製)を用いて濾過した。濾過液について、さらに実施例1と同手法により、コハク酸、乳酸及び酢酸の産生量を測定した。その結果、NaHCO3濃度が100 mMの場合にコハク酸、乳酸及び酢酸の産生量は各々増加した(図4)。NaHCO3濃度を調節することで、クラミドモナスにより有機酸(コハク酸、乳酸、酢酸)を効果的に産生可能であることが確認された。 The aqueous medium recovered in (4) above was centrifuged at 14000 g and 4 ° C for 5 minutes, respectively, and the supernatant was recovered by the same method as in Example 1. 0.45 μm pore size Mini-UniPrep (GE Healthcare Japan Co., Ltd.) Filtered using (manufactured by the company). With respect to the filtrate, the production amounts of succinic acid, lactic acid and acetic acid were further measured by the same method as in Example 1. As a result, the production amounts of succinic acid, lactic acid, and acetic acid increased when the LVDS 3 concentration was 100 mM (Fig. 4). It was confirmed that Chlamydomonas can effectively produce organic acids (succinic acid, lactic acid, acetic acid) by adjusting the LVDS 3 concentration.

(実施例4)微細藻(シネコシスティス)による有機酸の産生
本実施例では、微細藻類を飽和状態のCO2条件下で培養したときの有機酸の産生について確認した。本実施例では、実施例1と同様にPCC6803(GT)を用いた。
(Example 4) Production of organic acid by microalgae (Synechocystis) In this example, the production of organic acid when microalgae were cultured under saturated CO 2 conditions was confirmed. In this example, PCC6803 (GT) was used as in Example 1.

(1)前々培養
BG-11寒天培地(1.5% Agarを含むBG-11)上で生育したPCC6803(GT)のコロニーを白金耳でとり、水性媒体(70 mL)に加え、pH7.8にて通気条件下、50μmol photons m-2 s-1で30℃にて4〜5日間培養した。ここでは水性媒体として、BG-11液体培地(Rippka Rら, 1J Gen Microbiol 111: 1-61 (1979))に17.6 mM NaNO3, 20 mM Hepes-KOHを含む培養液を用いた。藻体密度は、Shimadzu UV mini spectrophotometer(紫外可視分光光度計:株式会社島津製作所製)を用いてOD750により測定した。培養後のOD750は1〜1.5であった。通気とは、特に言及しない場合は空気による通気を意味する。以下の実施例についても同様である。
(1) Culture before before
PCC6803 (GT) colonies grown on BG-11 agar medium (BG-11 containing 1.5% Agar) were taken with a loop loop, added to an aqueous medium (70 mL), and 50 μmol under aeration conditions at pH 7.8. The cells were cultured in photons m -2 s- 1 at 30 ° C. for 4 to 5 days. Here, as an aqueous medium, a culture medium containing 17.6 mM NaNO 3 , 20 mM Hepes-KOH in a BG-11 liquid medium (Rippka R et al., 1J Gen Microbiol 111: 1-61 (1979)) was used. The algae density was measured by OD 750 using a Shimadzu UV mini spectrophotometer (ultraviolet-visible spectrophotometer: manufactured by Shimadzu Corporation). Post-culture OD 750 ranged from 1 to 1.5. Ventilation means ventilation by air unless otherwise specified. The same applies to the following examples.

(2)前培養
上記(1)で前々培養したPCC6803(GT)を、OD750が0.1になるように水性媒体(150 mL)に加え、pH7.8にて通気条件下、50μmol photons m-2 s-1で30℃にて4〜5日間培養した。ここでは水性媒体として、BG-11液体培地に17.6 mM NaNO3, 20 mM Hepes-KOHを含む培養液を用いた。培養後のOD750は1〜1.5であった。
(2) pre-culture above the (1) PCC6803 (GT) was pre-preculture in, OD 750 is added to the aqueous medium (0.99 mL) such that 0.1, aeration at pH 7.8, 50 [mu] mol photons m - The cells were cultured at 30 ° C. for 4 to 5 days at 2 s- 1. Here, as an aqueous medium, a culture medium containing 17.6 mM NaNO 3 , 20 mM Hepes-KOH in a BG-11 liquid medium was used. Post-culture OD 750 ranged from 1 to 1.5.

(3)本培養(光独立利用)
上記(2)で前培養したPCC6803(GT)を、OD750が0.4になるように水性媒体(70 mL)に加え、pH7.8にてCO2通気条件下、120μmol photons m-2 s-1で30℃にて3日間培養した。ここでは、水性媒体としてBG-11液体培地に5 mM NH4Cl, 50 mM Hepes-KOHを含む培養液を用いた。培養後のOD750は6〜7であった。培養後、フィルター(polytetrafluoroethylene膜、孔径1μm)濾過にてPCC6803(GT)を回収した。
(3) Main culture (light independent use)
PCC6803 (GT) pre-cultured in (2) above was added to an aqueous medium (70 mL) so that OD 750 became 0.4, and 120 μmol photons m -2 s- 1 at pH 7.8 under CO 2 aeration conditions. Incubated at 30 ° C. for 3 days. Here, as an aqueous medium, a culture medium containing 5 mM NH 4 Cl and 50 mM Hepes-KOH in a BG-11 liquid medium was used. Post-culture OD 750 was 6-7. After culturing, PCC6803 (GT) was recovered by filtration through a filter (polytetrafluoroethylene membrane, pore size 1 μm).

(4)本培養(嫌気・暗所)
上記(3)で回収したPCC6803(GT)を、OD750が20になるように水性媒体(10 mL)に加えた。ここでは水性媒体として100 mM Hepes-KOH(pH7.8)を用いた。72時間N2を通気する条件及び72時間CO2を通気する条件下で培養し、PCC6803(GT)を含む水性媒体を回収した。この条件により、液体培地においてN2及びCO2は飽和状態となった。
(4) Main culture (anaerobic / dark place)
The PCC6803 (GT) recovered in (3) above was added to an aqueous medium (10 mL) so that the OD 750 became 20. Here, 100 mM Hepes-KOH (pH 7.8) was used as the aqueous medium. The cells were cultured under conditions of aeration of N 2 for 72 hours and CO 2 for 72 hours, and an aqueous medium containing PCC6803 (GT) was recovered. Under these conditions, N 2 and CO 2 were saturated in the liquid medium.

上記(4)で回収した水性媒体を、各々14000g、4℃にて5分間遠心分離し、上清を回収し、0.45μm孔径Mini-UniPrep(GEヘルスケア・ジャパン株式会社製)を用いて濾過した。濾過液について、コハク酸、乳酸、酢酸及びグリコーゲンの産生量を、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)カラム(Aminex HPX-87H;Bio-Rad社製)及び屈折率検出器(RID-10A;株式会社島津製作所製)を備えたHPLCにより測定した。フマル酸、2-ケトグルタル酸、リンゴ酸、クエン酸の産生量は非特許文献2に記載の通り、細胞内代謝物を抽出し、そしてキャピラリー電気泳動/質量分析(CE/MS)システム(CE:Agilent G7100;MS,Agilent G6224AA LC/MSD TOF; Agilent Technologies社製)及びMassHunter Workstation Data Acquisitionソフトウェア(Agilent Technologies社製)により制御される液体クロマトグラフィー−トリプル四重極質量分析(LC/QqQ-MS)システム(LC:Agilent 1200 series;MS,Agilent 6460 with Jet Stream Technology;Agilent Technologies社製)を用いて分析し、測定した。その結果、CO2での培養条件下で、コハク酸及び酢酸の産生量は増加の傾向を示した(図5)。 The aqueous medium recovered in (4) above was centrifuged at 14000 g and 4 ° C for 5 minutes, respectively, and the supernatant was recovered and filtered using a 0.45 μm pore size Mini-UniPrep (manufactured by GE Healthcare Japan Co., Ltd.). did. For the filtrate, the amount of succinic acid, lactic acid, acetic acid and glycogen produced was measured by high performance liquid chromatography (HPLC) column (Aminex HPX-87H; manufactured by Bio-Rad) and refractive index detector (RID-10A; Shimadzu Corporation). Measured by HPLC equipped with (manufactured by Mfg. Co., Ltd.). The production of fumalic acid, 2-ketoglutaric acid, malic acid, and citrate is described in Non-Patent Document 2 by extracting intracellular metabolites and capillary electrophoresis / mass spectrometry (CE / MS) system (CE: Liquid Chromatography-Triple Quadrupole Mass Spectrometry (LC / QqQ-MS) Controlled by Agilent G7100; MS, Agilent G6224AA LC / MSD TOF; Agilent Technologies) and Mass Hunter Workstation Data Acquisition Software (Agilent Technologies) It was analyzed and measured using a system (LC: Agilent 1200 series; MS, Agilent 6460 with Jet Stream Technology; manufactured by Agilent Technologies). As a result, the production amounts of succinic acid and acetic acid tended to increase under the culture conditions of CO 2 (Fig. 5).

(実施例5)PEPカルボキシラーゼ過剰発現微細藻による有機酸の産生
本実施例ではPEPカルボキシラーゼ過剰発現微細藻による有機酸の産生を確認した。本実施例では実施例1に示すPCC6803(GT)を用いて、遺伝子組換え操作によりPEPカルボキシラーゼ過剰発現株PCC6803(PEPox)を作製した。PCC6803(PEPox)の作製方法は以下のとおりである。微細藻によるコハク酸の産生経路を図6に示し、PEPカルボキシラーゼ作用点を示した。
(Example 5) Production of organic acid by PEP carboxylase overexpressing microalgae In this example, production of organic acid by PEP carboxylase overexpressing microalgae was confirmed. In this example, PCC6803 (GT) shown in Example 1 was used to prepare a PEP carboxylase overexpressing strain PCC6803 (PEPox) by a gene recombination operation. The method for producing PCC6803 (PEPox) is as follows. The production pathway of succinic acid by microalgae is shown in FIG. 6, and the PEP carboxylase action point is shown.

5−1.rbcLターミネーター及びslr0168領域下流のコード領域の一部は、PCC6803(GT)から抽出したゲノムDNAから、プライマーセットとして、配列番号1及び2に示すオリゴヌクレオチド、配列番号3及び4に示すオリゴヌクレオチドを用いて、PCRにより増幅した。得られた増幅断片を、In-Fusion HD Cloning Kit(Clonetech社製、タカラバイオ株式会社より入手)を用いてPstI及びHindIII消化pBluescript II SK(+)(Agilent Technologies, Palo Alto, CA)に挿入し、 pBluescript-TrbcL-slr0168を得た。 5-1. The rbcL terminator and a part of the coding region downstream of the slr0168 region use the oligonucleotides shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 and the oligonucleotides shown in SEQ ID NOs: 3 and 4 as primer sets from the genomic DNA extracted from PCC6803 (GT). And amplified by PCR. The obtained amplified fragment was inserted into PstI and HindIII digestion pBluescript II SK (+) (Agilent Technologies, Palo Alto, CA) using the In-Fusion HD Cloning Kit (obtained from Takara Bio Inc., manufactured by Clonetech). , PBluescript-TrbcL-slr0168 was obtained.

配列番号3:5'-CCTCTAGAGTCGACCTGCAGGTTACAGTTTTGGCAATTAC-3'
配列番号4:5'-GCCAGCCCCAACACCTGACGCGTTTCCCCACTTAGATAAAAAATCC-3'
配列番号5:5'-TCTAAGTGGGGAAACGCGTCAGGTGTTGGGGCTGGC-3'
配列番号6:5'-TGATTACGCCAAGCTTCTAAGTCAGCGTAAATCTGACAATG-3'
SEQ ID NO: 3: 5'-CCTCTAGAGTCGACCTGCAGGTTACAGTTTTGGCAATTAC-3'
SEQ ID NO: 4: 5'-GCCAGCCCCAACACCTGACGCGTTTCCCCACTTAGATAAAAAATCC-3'
SEQ ID NO: 5: 5'-TCTAAGTGGGGAAACGCGTCAGGTGTTGGGGCTGGC-3'
SEQ ID NO: 6: 5'-TGATTACGCCAAGCTTCTAAGTCAGCGTAAATCTGACAATG-3'

5−2.カナマイシン耐性カセット及びrbcLプロモーターはpCRII-TOPO (Invitrogen, Carlsbad, CA) 及びPCC6803(GT)のゲノムDNAからプライマーセットとして配列番号5及び6に示すオリゴヌクレオチド、配列番号7及び8に示すオリゴヌクレオチドを用いて、PCRにより増幅した。得られた増幅断片を、In-Fusion HD Cloning Kit(Clonetech社製、タカラバイオ株式会社より入手)を用いて XhoI及びXbaI消化pBluescript-TrbcL-slr0168に挿入し、pBluescript-Kmr-PrbcL-TrbcL-slr0168を得た。 5-2. The canamycin resistance cassette and rbcL promoter used the oligonucleotides shown in SEQ ID NOs: 5 and 6 and the oligonucleotides shown in SEQ ID NOs: 7 and 8 as primer sets from the genomic DNA of pCRII-TOPO (Invitrogen, Carlsbad, CA) and PCC6803 (GT). And amplified by PCR. The obtained amplified fragment was inserted into XhoI and XbaI digestion pBluescript-TrbcL-slr0168 using the In-Fusion HD Cloning Kit (obtained from Takara Bio Inc., manufactured by Clonetech), and pBluescript-Km r -PrbcL-TrbcL- Obtained slr0168.

配列番号7:5'-CGGGCCCCCCCTCGAGCCGGAATTGCCAGCTGGGGC-3'
配列番号8:5'-TGGACTTTCTAATTAGAGCGGCCGCTCAGAAGAACTCGTCAAGA-3'
配列番号9:5'-TCTTGACGAGTTCTTCTGAGCGGCCGCTCTAATTAGAAAGTCCA-3'
配列番号10:5'-CCGGGGATCCTCTAGACATATGGGTCAGTCCTCCAT-3'
SEQ ID NO: 7: 5'-CGGGCCCCCCCCTCGAGCCGGAATTGCCAGCTGGGGC-3'
SEQ ID NO: 8: 5'-TGGACTTTCTAATTAGAGCGGCCGCTCAGAAGAACTCGTCAAGA-3'
SEQ ID NO: 9: 5'-TCTTGACGAGTTCTTCTGAGCGGCCGCTCTAATTAGAAAGTCCA-3'
SEQ ID NO: 10: 5'-CCGGGGATCCTCTAGACATATGGGTCAGTCCTCCAT-3'

5−3.slr0168領域上流のコード領域の一部は、PCC6803(GT)から抽出したゲノムDNAから、プライマーセットとして配列番号9及び10に示すオリゴヌクレオチドを用いて、PCRにより増幅した。得られた増幅断片を、In-Fusion HD Cloning Kit(Clonetech社製、タカラバイオ株式会社より入手)を用いて KpnI及びXhoI消化pBluescript-Kmr-PrbcL-TrbcL-slr0168に挿入し、pBluescript-slr0168-Kmr-PrbcL-TrbcL-slr0168を得た。 5-3. A part of the coding region upstream of the slr0168 region was amplified by PCR using the oligonucleotides shown in SEQ ID NOs: 9 and 10 as a primer set from the genomic DNA extracted from PCC6803 (GT). The obtained amplified fragment was inserted into KpnI and XhoI digestion pBluescript-Km r -PrbcL-TrbcL-slr0168 using the In-Fusion HD Cloning Kit (obtained from Takara Bio Inc., manufactured by Clonetech), and pBluescript-slr0168- Km r -PrbcL-TrbcL-slr0168 was obtained.

配列番号11:5'-TATAGGGCGAATTGGGTACCATGACTATTCAATACACCCCCCTAG-3'
配列番号12:5'-TACCGTCGACCTCGAGCACCAGACCAAAGCCGGGAATTTC-3'
SEQ ID NO: 11: 5'-TATAGGGCGAATTGGGTACCATGACTATTCAATACACCCCCCTAG-3'
SEQ ID NO: 12: 5'-TACCGTCGACCTCGAGCACCAGACCAAAGCCGGGAATTTC-3'

5−4.pUC19(タカラバイオ)のNdeI部位(CATATG)にAatII及びEcoRIで消化されたCACATGを置き換え、合成DNAを挿入した。pBluescript-slr0168-KMR-PrbcL-TrbcL-slr0168をKpnI及びHindIIIで消化した後、slr0168を含む断片は、上記作製したpUC19ベクターのKpnI/HindIII部位に挿入し、pSKrbcL-slr0168を作製した。 5-4. CACATG digested with AatII and EcoRI was replaced at the NdeI site (CATATG) of pUC19 (Takara Bio), and synthetic DNA was inserted. After digesting pBluescript-slr0168-KMR-PrbcL-TrbcL-slr0168 with KpnI and HindIII, the fragment containing slr0168 was inserted into the KpnI / HindIII site of the prepared pUC19 vector to prepare pSKrbcL-slr0168.

5−5.PEPカルボキシラーゼをコードするppc(sll0920)は、PCC6803(GT)から抽出したゲノムDNAから、プライマーセットとして配列番号11及び配列番号12に示すオリゴヌクレオチドを用いて、PCRにより増幅した。得られた増幅断片を、In-Fusion HD Cloning Kit(Clontech社製、タカラバイオ株式会社より入手)を用いてNdeI/SalI消化pSKtrc-slr0168に挿入し、pSKtrc-slr0168/sll0920を得た。 5-5. Ppc (sll0920) encoding PEP carboxylase was amplified by PCR from genomic DNA extracted from PCC6803 (GT) using the oligonucleotides shown in SEQ ID NO: 11 and SEQ ID NO: 12 as primer sets. The obtained amplified fragment was inserted into NdeI / SalI digestion pSKtrc-slr0168 using an In-Fusion HD Cloning Kit (manufactured by Clontech, obtained from Takara Bio Inc.) to obtain pSKtrc-slr0168 / sll0920.

配列番号13:5'- AGGAAACAGACCCATATGAACTTGGCAGTTCCTGC -3'
配列番号14:5'- AACCTGCAGGTCGACTCAACCAGTATTACGCA -3'
SEQ ID NO: 13: 5'-AGGAAACAGACCCATATGAACTTGGCAGTTCCTGC -3'
SEQ ID NO: 14: 5'-AACCTGCAGGTCGACTCAACCAGTATTACGCA -3'

5−6.得られたプラスミドpSKtrc-slr0168/sll0920ベクター(sll0920コード領域を含む)によりPCC6803(GT)を形質転換した。コントロールとして、空ベクター(sll0920コード領域を含まないプラスミドpSKtrc-slr0168ベクター)での形質転換を行った。上記により形質転換され、sll0920が過剰発現するよう作製されたPCC6803(GT)をPCC6803(PEPox)ということとする。また、形質転換されていない野生型のPCC6803(GT)をPCC6803(VC)ということとする。 5-6. PCC6803 (GT) was transformed with the obtained plasmid pSKtrc-slr0168 / sll0920 vector (including the sll0920 coding region). As a control, transformation was performed with an empty vector (plasmid pSKtrc-slr0168 vector containing no sll0920 coding region). PCC6803 (GT) transformed by the above and prepared to overexpress sll0920 is referred to as PCC6803 (PEPox). The untransformed wild-type PCC6803 (GT) is referred to as PCC6803 (VC).

5−7.上記作製されたPCC6803(PEPox)及びPCC6803(VC)について、実施例1の(1)〜(3)と同様の培養条件に基づいて、培養した。(4)の嫌気・暗所条件下での本培養において、0又は100 mMのNaHCO3を水性媒体に添加し、10分間のN2通気後、嫌気条件下で培養を開始し、72時間後にPCC6803(PEPox)又はPCC6803(VC)を含む水性媒体を回収した。回収した水性媒体について、実施例1と同手法によりコハク酸、乳酸及び酢酸の産生量を測定した。その結果、コハク酸及び酢酸は、NaHCO3添加の有無にかかわらず、PEPカルボキシラーゼ過剰発現株PCC6803(PEPox)の方が高い産生能を示したのに対し、乳酸はNaHCO3添加の有無により産生能に変動することが確認された(図7)。 5-7. The prepared PCC6803 (PEPox) and PCC6803 (VC) were cultured based on the same culture conditions as in Examples 1 (1) to (3). In the main culture under the anaerobic and dark conditions of (4), 0 or 100 mM LVDS 3 was added to the aqueous medium, N 2 was aerated for 10 minutes, the culture was started under the anaerobic conditions, and 72 hours later. Aqueous media containing PCC6803 (PEPox) or PCC6803 (VC) were recovered. With respect to the recovered aqueous medium, the amounts of succinic acid, lactic acid and acetic acid produced were measured by the same method as in Example 1. As a result, succinic acid and acetic acid, with or without NaHCO 3 addition, PEP carboxylase over to expressing strain PCC6803 of it is showed high ability to produce (PEPox), producing ability by the presence or absence of lactic acid NaHCO 3 added It was confirmed that it fluctuates to (Fig. 7).

(実施例6)PGM過剰発現微細藻による有機酸の産生
本実施例では、PGM過剰発現微細藻による有機酸の産生を確認した。本実施例では実施例1に示すPCC6803(GT)を用いて、遺伝子組換え操作によりPGM過剰発現株PCC6803(PGMox)を作製した。PCC6803(PGMox)の作製方法は、図8に示した。微細藻によるコハク酸の産生経路を図6に示し、PGM作用点を示した。
(Example 6) Production of organic acid by PGM overexpressing microalgae In this example, the production of organic acid by PGM overexpressing microalgae was confirmed. In this example, PCC6803 (GT) shown in Example 1 was used to prepare a PGM overexpressing strain PCC6803 (PGMox) by a gene recombination operation. The method for producing PCC6803 (PGMox) is shown in FIG. The production pathway of succinic acid by microalgae is shown in FIG. 6, and the PGM action point is shown.

上記実施例5の5−1.〜5−3.と同手法によりpBluescript-slr0168-Kmr-PrbcL-TrbcL-slr0168を作製した。pSKtrc-slr0168/sll0726によりPCC6803(GT)を形質転換し、sll0726が過剰発現するよう作製されたPCC6803(GT)を、本実施例においてPCC6803(PGMox)という。また、形質転換されていない野生型のPCC6803(GT)を、実施例5−6.と同様にPCC6803(VC)という。 5-1. Of Example 5 above. ~ 5-3. PBluescript-slr0168-Km r -PrbcL-TrbcL-slr0168 was prepared by the same method as above. PCC6803 (GT) prepared by transforming PCC6803 (GT) with pSKtrc-slr0168 / sll0726 so that sll0726 is overexpressed is referred to as PCC6803 (PGMox) in this example. In addition, untransformed wild-type PCC6803 (GT) was used in Examples 5-6. It is called PCC6803 (VC) as well.

上記作製されたPCC6803(PGMox)及びPCC6803(VC)について、実施例1の(1)〜(3)と同様の培養条件に基づいて、培養した。(4)の嫌気・暗所条件下での本培養において、10分間のN2通気後、嫌気条件下で培養を開始し、72時間後にPCC6803(PGMox)又はPCC6803(VC)を含む水性媒体を回収した。回収した水性媒体について、実施例1と同手法によりコハク酸、乳酸及び酢酸の産生量を測定した。その結果いずれについても、PGM過剰発現株PCC6803(PGMox)の方が高い産生能を示した(図9)。 The prepared PCC6803 (PGMox) and PCC6803 (VC) were cultured based on the same culture conditions as in Examples 1 (1) to (3). In the main culture under the anaerobic and dark conditions of (4), after 10 minutes of N 2 aeration, the culture was started under anaerobic conditions, and 72 hours later, an aqueous medium containing PCC6803 (PGMox) or PCC6803 (VC) was used. Recovered. With respect to the recovered aqueous medium, the amounts of succinic acid, lactic acid and acetic acid produced were measured by the same method as in Example 1. As a result, the PGM overexpressing strain PCC6803 (PGMox) showed higher production ability in all cases (Fig. 9).

(実施例7)PFOR過剰発現微細藻による有機酸の産生
本実施例では、PFOR過剰発現微細藻による有機酸の産生を確認した。本実施例では実施例1に示すPCC6803(GT)を用いて、遺伝子組換え操作によりSynechococcus sp. PCC7002由来PFOR遺伝子(A1443)を過剰発現する株PCC6803(PFORox)を作製した。PCC6803(PFORox)の作製方法は、図10に示した。微細藻によるコハク酸の産生経路を図6に示し、PFOの作用点を示した。
(Example 7) Production of organic acid by PFOR overexpressing microalgae In this example, the production of organic acid by PFOR overexpressing microalgae was confirmed. In this example, using the PCC6803 (GT) shown in Example 1, a strain PCC6803 (PFORox) overexpressing the Synechococcus sp. PCC7002-derived PFOR gene (A1443) was prepared by genetic recombination. The method for producing PCC6803 (PFORox) is shown in FIG. The production pathway of succinic acid by microalgae is shown in FIG. 6, and the action point of PFO is shown.

上記実施例5の5−1.〜5−3.と同手法によりpBluescript-slr0168-Kmr-PrbcL-TrbcL-slr0168を作製した。pSKtrc-PFOR(A1443)によりPCC6803(GT)を形質転換した。PFOR(A1443)が過剰発現するよう作製されたPCC6803(GT)を本実施例においてPCC6803(PFORox)ということとする。また、形質転換されていない野生型のPCC6803(GT)を実施例5−6.と同様にPCC6803(VC)という。 5-1. Of Example 5 above. ~ 5-3. PBluescript-slr0168-Km r -PrbcL-TrbcL-slr0168 was prepared by the same method as above. PCC6803 (GT) was transformed with pSKtrc-PFOR (A1443). PCC6803 (GT) prepared to overexpress PFOR (A1443) is referred to as PCC6803 (PFORox) in this example. In addition, untransformed wild-type PCC6803 (GT) was used in Examples 5-6. It is called PCC6803 (VC) as well.

上記作製されたPCC6803(PFORox)及びPCC6803(VC)について、実施例1の(1)〜(3)と同様の培養条件に基づいて、培養した。(4)の嫌気・暗所条件下での本培養において、0又は100 mMのNaHCO3を水性媒体に添加し、10分間のN2通気後、嫌気条件下で培養を開始し、72時間後にPCC6803(PFORox)又はPCC6803(VC)を含む水性媒体を回収した。回収した水性媒体について、実施例1と同手法によりコハク酸、乳酸及び酢酸の産生量を測定した。その結果、コハク酸はNaHCO3添加の有無にかかわらずPFOR過剰発現株PCC6803(PFORox)の方が高い産生能を示し、NaHCO3を添加することでより高く産生されることが確認された。乳酸はNaHCO3の添加によって高い産生能が確認され、PFOR過剰発現株PCC6803(PFORox)の方が高い産生能を示した(図11A)。また、細胞密度(Cell concentration)も、光培養72時間後のOD750により測定した。その結果、細胞密度については殆ど差を認めなかった(図11B)。 The prepared PCC6803 (PFORox) and PCC6803 (VC) were cultured based on the same culture conditions as in Examples 1 (1) to (3). In the main culture under the anaerobic and dark conditions of (4), 0 or 100 mM LVDS 3 was added to the aqueous medium, N 2 was aerated for 10 minutes, the culture was started under the anaerobic conditions, and 72 hours later. Aqueous media containing PCC6803 (PFORox) or PCC6803 (VC) were recovered. With respect to the recovered aqueous medium, the amounts of succinic acid, lactic acid and acetic acid produced were measured by the same method as in Example 1. As a result, succinate NaHCO 3 shows the production ability higher PFOR or without added overexpressing strain PCC6803 (PFORox), to be produced higher production than by the addition of NaHCO 3 was confirmed. High production capacity of lactic acid was confirmed by the addition of LVDS 3 , and the PFOR overexpressing strain PCC6803 (PFORox) showed higher production capacity (Fig. 11A). Cell concentration was also measured by OD 750 72 hours after photoculture. As a result, there was almost no difference in cell density (Fig. 11B).

(実施例8)Flv3過剰発現微細藻による有機酸の産生
8−1.Flv3過剰発現微細藻の作製
本実施例では実施例1に示すPCC6803(GT)を用いて、遺伝子組換え操作によりFlv3過剰発現株PCC6803(Flv3ox)を作製した。PCC6803(Flv3ox)の作製方法は以下のとおりである。
(Example 8) Production of organic acid by Flv3 overexpressing microalgae 8-1. Preparation of Flv3 overexpressing microalgae In this example, the Flv3 overexpressing strain PCC6803 (Flv3ox) was prepared by gene recombination using the PCC6803 (GT) shown in Example 1. The manufacturing method of PCC6803 (Flv3ox) is as follows.

PCC6803(GT)から抽出したゲノムDNAから、フォワードプライマー(5'-GGAATTATAACCATAATGTTCACTACCCCCCTCCC-3':配列番号15)及びリバースプライマー(5'-GGCATGGAGGACATATTAGTAATAATTGCCGACTT-3':配列番号16)を用いて、flv3(sll0550)コード領域をPCRにより増幅した。 Flv3 (sll0550) from genomic DNA extracted from PCC6803 (GT) using a forward primer (5'-GGAATTATAACCATAATGTTCACTACCCCCCTCCC-3': SEQ ID NO: 15) and a reverse primer (5'-GGCATGGAGGACATATTAGTAATAATTGCCGACTT-3': SEQ ID NO: 16). The coding region was amplified by PCR.

得られた1.7kb増幅断片を、In-Fusion Cloning Kit(Clonetech社製、タカラバイオ株式会社より入手)を用いてNdeI消化pTCP2031Vベクターに挿入した。pTCP2031Vベクターは、psbA2(slr1311)プロモーター、及びslr2030及びslr2031のコード領域の一部(相同組換え用プラットフォームとして)、及びクロラムフェニコール耐性カセットを含む組換えプラスミドである(Satoh Sら, 2001, J. Biol. Chem. 276, 4293-4297;Horiuchi Mら, 2010, Biochem. J. 431, 135-140)。 The obtained 1.7 kb amplified fragment was inserted into an NdeI digested pTCP2031V vector using an In-Fusion Cloning Kit (obtained from Takara Bio Inc., manufactured by Clonetech). The pTCP2031V vector is a recombinant plasmid containing the psbA2 (slr1311) promoter and part of the coding region of slr2030 and slr2031 (as a platform for homologous recombination), and a chloramphenicol-resistant cassette (Satoh S et al., 2001, J. Biol. Chem. 276, 4293-4297; Horiuchi M et al., 2010, Biochem. J. 431, 135-140).

得られたプラスミドpTCP2031Vベクター(flv3コード領域を含む)によりPCC6803(GT)を形質転換し、PCC6803(Flv3ox)を作製した。コントロールとして、空ベクター(flv3コード領域を含まないプラスミドpTCP2031Vベクター)での形質転換を行った。また、形質転換されていない野生型のPCC6803(GT)をPCC6803(VC)ということとする。 PCC6803 (GT) was transformed with the obtained plasmid pTCP2031V vector (including the flv3 coding region) to prepare PCC6803 (Flv3ox). As a control, transformation with an empty vector (plasmid pTCP2031V vector containing no flv3 coding region) was performed. The untransformed wild-type PCC6803 (GT) is referred to as PCC6803 (VC).

8−2.有機酸産生プロセスの検討
本実施例では、PCC6803(Flv3ox)を用いて有機酸産生プロセスの検討を行った。
8-2. Examination of organic acid production process In this example, the organic acid production process was examined using PCC6803 (Flv3ox).

(1)前々培養
BG11寒天培地(1.5%Agarを含むBG11)上で生育したPCC6803(Flv3ox)のコロニーを白金耳でとり、水性媒体(70 mL)に加え、pH7.8にて通気条件下、50μmol photons m-2 s-1で30℃にて4〜5日間培養した。ここでは水性媒体として、BG-11液体培地(Rippka Rら, 1979, J Gen Microbiol 111: 1-61)に17.6 mM NaNO3, 20 mM Hepes-KOHを含む培養液を用いた。Shimadzu UV mini spectrophotometer(紫外可視分光光度計:株式会社島津製作所製)を用いてOD750により細胞密度を測定した。培養後のOD750は1〜1.5であった。
(1) Culture before before
PCC6803 (Flv3ox) colonies grown on BG11 agar medium (BG11 containing 1.5% Agar) were taken with a loop loop, added to an aqueous medium (70 mL), and 50 μmol photons m -2 under aeration conditions at pH 7.8. Incubate at 30 ° C. for 4-5 days at s-1. Here, as an aqueous medium, a culture medium containing 17.6 mM NaNO 3 , 20 mM Hepes-KOH in a BG-11 liquid medium (Rippka R et al., 1979, J Gen Microbiol 111: 1-61) was used. Cell density was measured by OD 750 using a Shimadzu UV mini spectrophotometer (ultraviolet-visible spectrophotometer: manufactured by Shimadzu Corporation). Post-culture OD 750 ranged from 1 to 1.5.

(2)前培養
上記(1)で前々培養したPCC6803(Flv3ox)を、OD750が0.1になるように水性媒体(150 mL)に加え、pH7.8にて通気条件下、50μmol photons m-2 s-1で30℃にて4〜5日間培養した。ここでは水性媒体として、G-11液体培地に17.6 mM NaNO3, 20 mM Hepes-KOHを含む培養液を用いた。培養後のOD750は1〜1.5であった。
(2) pre-culture above the (1) PCC6803 were pre-preculture in (Flv3ox), OD 750 is added to the aqueous medium (0.99 mL) such that 0.1, aeration at pH 7.8, 50 [mu] mol photons m - Incubate at 30 ° C for 4-5 days at 2 s-1. Here, as an aqueous medium, a culture medium containing 17.6 mM NaNO 3 , 20 mM Hepes-KOH in a G-11 liquid medium was used. Post-culture OD 750 ranged from 1 to 1.5.

(3)本培養(光独立利用)
上記(2)で前培養したPCC6803(Flv3ox)を、OD750が0.4になるように水性媒体(70 mL)に加え、pH7.8にて1% CO2通気条件下、120μmol photons m-2 s-1で30℃にて3日間培養した。ここでは、水性媒体としてBG-11液体培地に5 mM NH4Cl/NaNO3, 50 mM Hepes-KOHを含む培養液を用いた。培養後のOD750は6〜7であった。培養後、菌体を遠心分離(14000g、5分、4℃)で回収した。
(3) Main culture (light independent use)
PCC6803 (Flv3ox) pre-cultured in (2) above was added to an aqueous medium (70 mL) so that OD 750 became 0.4, and 120 μmol photons m -2 s under 1% CO 2 aeration conditions at pH 7.8. Incubate at -1 at 30 ° C for 3 days. Here, as an aqueous medium, a culture medium containing 5 mM NH 4 Cl / NaNO 3 , 50 mM Hepes-KOH in a BG-11 liquid medium was used. Post-culture OD 750 was 6-7. After culturing, the cells were collected by centrifugation (14000 g, 5 minutes, 4 ° C).

(4)本培養(嫌気・暗所)
上記(3)で培養したPCC6803(Flv3ox)を、OD750が20になるように水性媒体(10 mL)に加え、N2通気による嫌気条件下で10分後に170rpmで撹拌し、30℃で培養を開始した。ここでは水性媒体として50 mM Hepes-KOHを用いた。密閉状態を維持したまま水性媒体を回収し、OD/pHを測定し、有機酸分析、メタボローム解析、グリコーゲン分析を行った。
(4) Main culture (anaerobic / dark place)
Add PCC6803 (Flv3ox) cultured in (3) above to an aqueous medium (10 mL) so that OD 750 becomes 20, stir at 170 rpm after 10 minutes under anaerobic conditions with N 2 aeration, and incubate at 30 ° C. Started. Here, 50 mM Hepes-KOH was used as the aqueous medium. The aqueous medium was recovered while maintaining the sealed state, OD / pH was measured, and organic acid analysis, metabolome analysis, and glycogen analysis were performed.

8−3.PCC6803(Flv3ox)の培養による有機酸の産生
上記8−2の嫌気・暗所条件下で培養したPCC6803(Flv3ox)及び比較例としてのPCC6803(VC)について、コハク酸及び乳酸の産生量を確認した。水性媒体中の窒素源として塩化アンモニウム(NH4Cl)を用いた。
上記8−2の(4)で培養したPCC6803(Flv3ox)培養液及び比較例の培養液を、各々14000g、4℃にて5分間遠心分離し、上清を回収した。0.45μm孔径Mini-uniPrep(GEヘルスケア・ジャパン株式会社製)を用いて濾過し、HPLCカラム(Aminex HPX-87H;Bio-Rad社製)及び屈折率検出器(RID-10A;株式会社島津製作所製)を備えた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)(株式会社島津製作所製)を用いて、コハク酸及び乳酸の産生量を測定した。その結果、Flv3過剰発現させたPCC6803(Flv3ox)がコハク酸及び乳酸のいずれについても高い産生量を示した(図12)。
8-3. Production of organic acids by culturing PCC6803 (Flv3ox) The production amounts of succinic acid and lactic acid were confirmed for PCC6803 (Flv3ox) cultured under the anaerobic and dark conditions of 8-2 above and PCC6803 (VC) as a comparative example. .. Ammonium chloride (NH 4 Cl) was used as the nitrogen source in the aqueous medium.
The PCC6803 (Flv3ox) culture solution and the culture solution of the comparative example cultured in 8-2 (4) above were centrifuged at 14000 g and 4 ° C. for 5 minutes, respectively, and the supernatant was collected. Filtered using a 0.45 μm pore size Mini-uniPrep (manufactured by GE Healthcare Japan Co., Ltd.), HPLC column (Aminex HPX-87H; manufactured by Bio-Rad) and refractive index detector (RID-10A; Shimadzu Corporation) The production amounts of succinic acid and lactic acid were measured by using high performance liquid chromatography (HPLC) (manufactured by Shimadzu Corporation) equipped with (manufactured by Shimadzu Corporation). As a result, PCC6803 (Flv3ox) overexpressing Flv3 showed high production of both succinic acid and lactic acid (Fig. 12).

(実施例9)PCC6803(Flv3ox)の培養による細胞内グリコーゲン及びATP
実施例8(8−2)の嫌気・暗所条件下で培養したPCC6803(Flv3ox)及び比較例としてのPCC6803(VC)について、細胞内グリコーゲン及びATPの蓄積量を測定した。水性媒体中の窒素源として塩化アンモニウム(NH4Cl)を用いた。その結果、グリコーゲン及びATPのいずれについてもFlv3過剰発現させたPCC6803(Flv3ox)が高い蓄積量を示した(図13)。
(Example 9) Intracellular glycogen and ATP obtained by culturing PCC6803 (Flv3ox)
The amount of intracellular glycogen and ATP accumulated was measured for PCC6803 (Flv3ox) cultured under the anaerobic and dark conditions of Example 8 (8-2) and PCC6803 (VC) as a comparative example. Ammonium chloride (NH 4 Cl) was used as the nitrogen source in the aqueous medium. As a result, PCC6803 (Flv3ox) overexpressing Flv3 showed a high accumulation amount for both glycogen and ATP (Fig. 13).

(1)グリコーゲン定量
1μm孔径ポリテトラフルオロエチレン(PTEE)メンブレンフィルター(Omnipore;Millipore社製)を用いて5 mg乾燥重のPCC6803(Flv3ox)を採取した。濾過直後、細胞を20 mMの予冷した炭酸アンモニウムで洗浄した。すぐに、メンブレンフィルター上のPCC6803(Flv3ox)を液体窒素中で凍結し、凍結乾燥機(Labconco社製)内で凍結乾燥した。既報(Izumi Yら, 2013, J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci 930: 90-97)の通り、細胞からグリコーゲンを抽出した後、サイズ排除HPLCカラム(OHpak SB-806M HQ;昭和電工株式会社製)及び屈折率検出器(RID-10A;株式会社島津製作所製)を備えた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)(株式会社島津製作所製)を用いて、グリコーゲン含量を測定した。
(1) Glycogen quantification
A 5 mg dry weight PCC6803 (Flv3ox) was collected using a 1 μm pore size polytetrafluoroethylene (PTEE) membrane filter (Omnipore; manufactured by Millipore). Immediately after filtration, cells were washed with 20 mM precooled ammonium carbonate. Immediately, PCC6803 (Flv3ox) on the membrane filter was frozen in liquid nitrogen and lyophilized in a lyophilizer (Labconco). As previously reported (Izumi Y et al., 2013, J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci 930: 90-97), after extracting glycogen from cells, size exclusion HPLC column (OHpak SB-806M HQ; manufactured by Showa Denko Co., Ltd.) The glycogen content was measured using high performance liquid chromatography (HPLC) (manufactured by Shimadzu Corporation) equipped with a refractive index detector (RID-10A; manufactured by Shimadzu Corporation).

(2)ATP定量
ATP量は、非特許文献2に記載の通り、細胞内代謝物を抽出し、そしてキャピラリー電気泳動/質量分析(CE/MS)システム(CE:Agilent G7100;MS,Agilent G6224AA LC/MSD TOF; Agilent Technologies社製)及びMassHunter Workstation Data Acquisitionソフトウェア(Agilent Technologies社製)により制御される液体クロマトグラフィー−トリプル四重極質量分析(LC/QqQ-MS)システム(LC:Agilent 1200 series;MS,Agilent 6460 with Jet Stream Technology;Agilent Technologies社製)を用いて分析し、測定した。
(2) ATP quantification
As described in Non-Patent Document 2, the amount of ATP is determined by extracting intracellular metabolites and capillary electrophoresis / mass spectrometry (CE / MS) system (CE: Agilent G7100; MS, Agilent G6224AA LC / MSD TOF; Agilent. Liquid Chromatography-Triple Quadrupole Mass Spectrometry (LC / QqQ-MS) System (LC: Agilent 1200 series; MS, Agilent 6460 with) controlled by Technologies) and Mass Hunter Workstation Data Acquisition software (Agilent Technologies) It was analyzed and measured using Jet Stream Technology (manufactured by Agilent Technologies).

(参考例1)微細藻(シネコシスティス)における細胞内代謝物の確認
本参考例では、微細藻として実施例1に示したPCC6803(GT)を用い、細胞内代謝物質の13C標識率の経時変化を確認した。PCC6803(GT)を100 mMのNaH13CO3を含む100 mM Hepes-KOH水性媒体(pH7.8)に懸濁し、N2通気後嫌気条件下で培養した。ラベル後24時間目に、1μm孔径ポリテトラフルオロエチレン(PTEE)メンブレンフィルター(Omnipore;Millipore社製)を用いて5 mg乾燥重のPCC6803(GT)を採取した。濾過直後、細胞を20 mMの予冷した炭酸アンモニウムで洗浄した。すぐに、メンブレンフィルター上のPCC6803(GT)を液体窒素中で凍結し、凍結乾燥機(Labconco社製)内で凍結乾燥した。非特許文献2に記載の通り、細胞内代謝物を抽出し、そしてキャピラリー電気泳動/質量分析(CE/MS)システム(CE:Agilent G7100;MS,Agilent G6224AA LC/MSD TOF; Agilent Technologies社製)及びMassHunter Workstation Data Acquisitionソフトウェア(Agilent Technologies社製)により制御される液体クロマトグラフィー−トリプル四重極質量分析(LC/QqQ-MS)システム(LC:Agilent 1200 series;MS,Agilent 6460 with Jet Stream Technology;Agilent Technologies社製)を用いて分析し、測定した。その結果を、図14に示した。細胞内代謝経路は図15に示した。上記結果より、PCC6803(GT)の嫌気条件培養により、微細藻に取り込まれたNaHCO3は、有機酸に異化されることが確認された。
(Reference Example 1) Confirmation of intracellular metabolites in microalgae (Synechocystis) In this reference example, PCC6803 (GT) shown in Example 1 was used as microalgae, and the 13 C labeling rate of intracellular metabolites changed over time. It was confirmed. PCC6803 (GT) was suspended in 100 mM Hepes-KOH aqueous medium (pH 7.8) containing 100 mM NaH 13 CO 3 , and cultured under anaerobic conditions after N 2 aeration. Twenty-four hours after labeling, a 5 mg dry weight PCC6803 (GT) was collected using a 1 μm pore size polytetrafluoroethylene (PTEE) membrane filter (Omnipore; manufactured by Millipore). Immediately after filtration, cells were washed with 20 mM precooled ammonium carbonate. Immediately, PCC6803 (GT) on the membrane filter was frozen in liquid nitrogen and lyophilized in a lyophilizer (Labconco). As described in Non-Patent Document 2, intracellular metabolites are extracted, and a capillary electrophoresis / mass spectrometry (CE / MS) system (CE: Agilent G7100; MS, Agilent G6224AA LC / MSD TOF; manufactured by Agilent Technologies) And Liquid Chromatography Controlled by Mass Hunter Workstation Data Acquisition Software (Agilent Technologies) -Triple Quadruple Mass Spectrometry (LC / QqQ-MS) System (LC: Agilent 1200 series; MS, Agilent 6460 with Jet Stream Technology; It was analyzed and measured using Agilent Technologies. The result is shown in FIG. The intracellular metabolic pathway is shown in FIG. From the above results, it was confirmed that LVDS 3 incorporated into microalgae was catabolized into organic acids by anaerobic culture of PCC6803 (GT).

(参考例2)微細藻の培養による細胞密度及びグリコーゲン蓄積量の確認
本参考例では微細藻としてPCC6803(GT)を用い、実施例8の嫌気・暗所条件下で培養したときの、細胞密度変化、グリコーゲン蓄積量を確認した。水性媒体中の窒素源として塩化アンモニウム(NH4Cl)又は硝酸ナトリウム(NaNO3)を用いた。
(Reference Example 2) Confirmation of cell density and glycogen accumulation amount by culturing microalgae In this reference example, PCC6803 (GT) was used as the microalgae, and the cell density when cultured under the anaerobic and dark conditions of Example 8. Changes and glycogen accumulation were confirmed. Ammonium chloride (NH 4 Cl) or sodium nitrate (NaNO 3 ) was used as the nitrogen source in the aqueous medium.

(1)細胞密度
上記培養したPCC6803(GT)について、Shimadzu UV mini spectrophotometer(紫外可視分光光度計:株式会社島津製作所製)を用いてOD750により細胞密度を測定した。
その結果、窒素源の違いによる細胞密度はほとんど差がなかった(図16A)。
(1) Cell Density The cultured PCC6803 (GT) was measured for cell density by OD 750 using a Shimadzu UV mini spectrophotometer (ultraviolet visible spectrophotometer: manufactured by Shimadzu Corporation).
As a result, there was almost no difference in cell density due to the difference in nitrogen source (Fig. 16A).

(2)グリコーゲン定量
グリコーゲンは、実施例9)と同手法により測定した。その結果、窒素源の違いによるグリコーゲンの細胞内蓄積量はほとんど差がなかった(図16B)。
(2) Glycogen Quantification Glycogen was measured by the same method as in Example 9). As a result, there was almost no difference in the intracellular accumulation amount of glycogen due to the difference in nitrogen source (Fig. 16B).

(参考例3)微細藻の培養による有機酸の定量
本参考例ではPCC6803(GT)を参考例2と同手法にて培養したときの酢酸、乳酸及びコハク酸の産生を確認した。乳酸及びコハク酸の産生量は、非特許文献2に記載の通り、細胞内代謝物を抽出し、そしてキャピラリー電気泳動/質量分析(CE/MS)システム(CE:Agilent G7100;MS,Agilent G6224AA LC/MSD TOF; Agilent Technologies社製)及びMassHunter Workstation Data Acquisitionソフトウェア(Agilent Technologies社製)により制御される液体クロマトグラフィー−トリプル四重極質量分析(LC/QqQ-MS)システム(LC:Agilent 1200 series;MS,Agilent 6460 with Jet Stream Technology;Agilent Technologies社製)を用いて分析し、測定した。
(Reference Example 3) Quantification of organic acids by culturing microalgae In this reference example, the production of acetic acid, lactic acid and succinic acid was confirmed when PCC6803 (GT) was cultured by the same method as in Reference Example 2. For the production of lactic acid and succinic acid, as described in Non-Patent Document 2, intracellular metabolites are extracted, and the capillary electrophoresis / mass spectrometry (CE / MS) system (CE: Agilent G7100; MS, Agilent G6224AA LC) / MSD TOF; Liquid Chromatography-Triple Quadrupole Mass Spectrometry (LC / QqQ-MS) System (LC: Agilent 1200 series) controlled by Agilent Technologies and MassHunter Workstation Data Acquisition Software (Agilent Technologies) It was analyzed and measured using MS, Agilent 6460 with Jet Stream Technology; manufactured by Agilent Technologies.

その結果、自己発酵において酢酸、乳酸及びコハク酸の細胞内蓄積量は、培養時間と共に増加、又はやや増加傾向が認められた。酢酸の細胞内蓄積量は、窒素源の違いによる差はほとんど認められなかったが(図17A)、乳酸及びコハク酸については塩化アンモニウムを窒素源として用いたほうが蓄積量が多いことが観察された(図17B、C)。 As a result, the intracellular accumulation amounts of acetic acid, lactic acid and succinic acid in self-fermentation increased or tended to increase with the culturing time. Although there was almost no difference in the intracellular accumulation amount of acetic acid due to the difference in nitrogen source (Fig. 17A), it was observed that the accumulation amount of lactic acid and succinic acid was larger when ammonium chloride was used as the nitrogen source. (FIGS. 17B, C).

(参考例4)微細藻の培養による細胞内代謝プロファイル
本参考例では、PCC6803(GT)を参考例2と同手法にて培養したときの細胞内代謝プロファイルを調べた。細胞内代謝プロファイルは、非特許文献2に記載の通り、細胞内代謝物を抽出し、そしてキャピラリー電気泳動/質量分析(CE/MS)システム(CE:Agilent G7100;MS,Agilent G6224AA LC/MSD TOF; Agilent Technologies社製)及びMassHunter Workstation Data Acquisitionソフトウェア(Agilent Technologies社製)により制御される液体クロマトグラフィー−トリプル四重極質量分析(LC/QqQ-MS)システム(LC:Agilent 1200 series;MS,Agilent 6460 with Jet Stream Technology;Agilent Technologies社製)を用いて分析し、測定した。
(Reference Example 4) Intracellular metabolism profile by culturing microalgae In this reference example, the intracellular metabolism profile when PCC6803 (GT) was cultured by the same method as in Reference Example 2 was investigated. As for the intracellular metabolism profile, as described in Non-Patent Document 2, the intracellular metabolites are extracted, and the capillary electrophoresis / mass spectrometry (CE / MS) system (CE: Agilent G7100; MS, Agilent G6224AA LC / MSD TOF) Liquid chromatography controlled by Agilent Technologies) and MassHunter Workstation Data Acquisition software (Agilent Technologies) -Triple Quadruple Mass Spectrometry (LC / QqQ-MS) System (LC: Agilent 1200 series; MS, Agilent It was analyzed and measured using 6460 with Jet Stream Technology (manufactured by Agilent Technologies).

その結果、上記培養によりコハク酸、乳酸及びリンゴ酸等の有機酸の細胞内蓄積が確認された(図18、19)。特に培養開始6〜24時間の間に、微細藻内にコハク酸、乳酸及びリンゴ酸の蓄積がピークになることを観察した。 As a result, intracellular accumulation of organic acids such as succinic acid, lactic acid and malic acid was confirmed by the above culture (FIGS. 18 and 19). In particular, it was observed that the accumulation of succinic acid, lactic acid and malic acid peaked in the microalgae between 6 and 24 hours after the start of culture.

(参考例5)微細藻の培養によるATPの利用
本参考例では、PCC6803(GT)を参考例2と同手法にて培養したときの細胞内のATP量を調べた。即ち、コハク酸、乳酸及びリンゴ酸等の有機酸の産生に伴うATPの利用を確認した。その結果、有機酸の産生に伴い、ATPがADP及びAMPに分解することが確認された(図20)。即ち、細胞内に蓄積されたATPを有効活用し、コハク酸、乳酸及びリンゴ酸等の有機酸が効果的に産生されることが確認された。即ち、本発明のFlv3が過剰発現するよう作製されたPCC6803(Flv3ox)によれば、より効果的に有機酸が産生されることが示唆された。
(Reference Example 5) Utilization of ATP by culturing microalgae In this reference example, the amount of intracellular ATP when PCC6803 (GT) was cultured by the same method as in Reference Example 2 was examined. That is, the use of ATP associated with the production of organic acids such as succinic acid, lactic acid and malic acid was confirmed. As a result, it was confirmed that ATP decomposes into ADP and AMP with the production of organic acid (Fig. 20). That is, it was confirmed that organic acids such as succinic acid, lactic acid and malic acid are effectively produced by effectively utilizing the ATP accumulated in the cells. That is, according to PCC6803 (Flv3ox) prepared to overexpress Flv3 of the present invention, it was suggested that organic acids are produced more effectively.

以上詳述したように、本発明の方法で微細藻を培養することで、バイオマスを有効活用することができる。微細藻の光合成と微細藻に取り込まれた炭素源によりバイオマスから有機酸を産生することができる。さらに、NADPH-O2オキシドレダクターゼの機能及び/又はグリコーゲンからクエン酸回路に至る解糖系での律速酵素の機能が増強された微細藻によれば、より効果的に細胞内代謝物である有機酸を回収することができる。水性媒体への炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンの供給は、例えば電気や鉄鋼等の製造工程において産業的に排出された大気中のCO2を利用し、有効活用することができる。従来は、有機酸のうち例えばコハク酸等は石油等を原料として産生されていたが、その際にCO2が排出されていたのに対し、本発明の方法によれば、有機酸の製造工程でCO2を排出しないばかりか、大気中のCO2を有効活用できる点で、自然環境に対して優れた効果を有する。さらに、本発明の微細藻によれば、バイオマスとして使用される水性媒体は淡水のみならず海水を活用することができ、水資源の枯渇や耕作地の限界に左右されず安定的に有効活用することができる。 As described in detail above, biomass can be effectively utilized by culturing microalgae by the method of the present invention. Organic acids can be produced from biomass by photosynthesis of microalgae and carbon sources incorporated into microalgae. In addition, according to microalgae with enhanced NADPH-O 2 oxidoreductase function and / or rate-determining enzyme function in glycolysis from glycogen to the citric acid cycle, organics, which are intracellular metabolites, are more effective. The acid can be recovered. The supply of carbonate ion and / or bicarbonate ion to the aqueous medium can be effectively utilized by utilizing, for example, CO 2 in the atmosphere industrially emitted in the manufacturing process of electricity, steel and the like. Conventionally, among organic acids, for example, succinic acid and the like were produced from petroleum and the like as raw materials, but CO 2 was emitted at that time, whereas according to the method of the present invention, the organic acid production process. Not only does it not emit CO 2 , but it also has an excellent effect on the natural environment in that it can effectively utilize CO 2 in the atmosphere. Further, according to the microalgae of the present invention, the aqueous medium used as biomass can utilize not only fresh water but also seawater, and can be stably and effectively utilized regardless of the depletion of water resources and the limit of cultivated land. be able to.

製造された有機酸は、食品、医薬品、その他各種分野において有効に利用される。例えばコハク酸では医薬品の賦形剤、pH調整剤、食品として調味料、その他の食品添加物、工業的にはメッキ等にも利用される。また、炭酸ガスを発泡する入浴剤等の成分としても利用される。 The produced organic acid is effectively used in foods, pharmaceuticals, and various other fields. For example, succinic acid is also used as an excipient for pharmaceuticals, a pH adjuster, a seasoning as a food, other food additives, and industrially for plating and the like. It is also used as a component of bath salts that foam carbon dioxide gas.

Claims (8)

以下の(A)及び(B)の工程を含む、シネコシスティスからの有機酸の製造方法:
(A)炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンの含有量が0〜500mMの水性媒体中、暗所及び嫌気培養条件下ホスフォエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPカルボキシラーゼ)、ピルビン酸フェレドキシン酸化還元酵素、及びホスフォグルコムターゼより選択される1種又は複数種の酵素機能が増強されたシネコシスティスを培養する工程;
(B)前記(A)のシネコシスティスから産生された有機酸を回収する工程。
A method for producing an organic acid from Synechocystis , which comprises the following steps (A) and (B):
(A) Phosphoenol pyruvate carboxylase (PEP carboxylase), pyruvate ferredoxin oxidoreductase, and pyruvate ferredoxin oxidoreductase in an aqueous medium containing 0 to 500 mM carbonate ion and / or bicarbonate ion under dark and anaerobic culture conditions. A step of culturing one or more enzyme-enhanced cinecocystis selected from phosphoglucomase;
(B) A step of recovering the organic acid produced from Synechocystis of (A).
炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンの含有量が0〜500mMの水性媒体が、(1)二酸化炭素の充填、及び/又は、(2)炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、炭酸マグネシウムより選択されるいずれか1種又は2種以上の炭酸塩の添加、による水性媒体である、請求項1に記載の製造方法。 An aqueous medium with a carbonate ion and / or bicarbonate ion content of 0-500 mM is (1) filled with carbon dioxide and / or (2) sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, carbonate. The production method according to claim 1, which is an aqueous medium by adding any one or more carbonates selected from magnesium. 二酸化炭素の充填が、水性媒体中で飽和状態になるまで行われる、請求項に記載の製造方法。 The production method according to claim 2 , wherein the filling of carbon dioxide is carried out until it becomes saturated in an aqueous medium. 前記有機酸が、脂肪族ジカルボン酸である、請求項1〜のいずれかに記載の有機酸の製造方法。 The method for producing an organic acid according to any one of claims 1 to 3 , wherein the organic acid is an aliphatic dicarboxylic acid. 前記有機酸が、コハク酸、乳酸及び酢酸から選択されるいずれか1種又は2種以上である、請求項1〜のいずれかに記載の有機酸の製造方法。 The method for producing an organic acid according to any one of claims 1 to 3 , wherein the organic acid is any one or more selected from succinic acid, lactic acid and acetic acid. 以下の(a)及び(b)の工程を含む、シネコシスティスからのコハク酸、酢酸及び乳酸から選択されるいずれか1種又は2種以上の有機酸の製造方法:
(a)PEPカルボキシラーゼの機能が増強されたシネコシスティス100〜500mMの炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンを含む水性媒体中で、暗所及び嫌気培養条件下で培養する工程;
(b)前記(a)のシネコシスティスから産生されたコハク酸、酢酸及び乳酸から選択されるいずれか1種又は2種以上の有機酸を回収する工程。
A method for producing any one or more organic acids selected from succinic acid, acetic acid and lactic acid from Synechocystis , which comprises the following steps (a) and (b):
(A) A step of culturing Synechocystis with enhanced PEP carboxylase function in an aqueous medium containing 100 to 500 mM carbonate ion and / or bicarbonate ion in a dark place and under anaerobic culture conditions;
(B) A step of recovering any one or more organic acids selected from succinic acid, acetic acid and lactic acid produced from Synechocystis of the above (a).
以下の(c)及び(d)の工程を含む、シネコシスティスからのコハク酸、乳酸及び酢酸から選択されるいずれか1種又は2種以上の有機酸の製造方法:
(c)ピルビン酸フェレドキシン酸化還元酵素の機能が増強されたシネコシスティス100〜500mMの炭酸イオン及び/又は重炭酸イオンを含む水性媒体中で、暗所及び嫌気培養条件下で培養する工程;
(d)前記(c)のシネコシスティスから産生されたコハク酸、乳酸及び酢酸から選択されるいずれか1種又は2種以上の有機酸を回収する工程。
A method for producing any one or more organic acids selected from succinic acid, lactic acid and acetic acid from Synechocystis , which comprises the following steps (c) and (d):
(C) A step of culturing Synechocystis with enhanced pyruvate ferredoxin oxidoreductase function in an aqueous medium containing 100 to 500 mM carbonate ion and / or bicarbonate ion in a dark place and under anaerobic culture conditions;
(D) A step of recovering any one or more organic acids selected from succinic acid, lactic acid and acetic acid produced from Synechocystis of the above (c).
以下の(e)及び(f)の工程を含む、シネコシスティスからのコハク酸、乳酸及び酢酸から選択されるいずれか1種又は2種以上の有機酸の製造方法:
(e)ホスフォグルコムターゼの機能が増強されたシネコシスティスを水性媒体中で、暗所及び嫌気培養条件下で培養する工程;
(f)前記(e)のシネコシスティスから産生されたコハク酸、乳酸及び酢酸から選択されるいずれか1種又は2種以上の有機酸を回収する工程。
A method for producing any one or more organic acids selected from succinic acid, lactic acid and acetic acid from Synechocystis , which comprises the following steps (e) and (f):
(E) A step of culturing Synechocystis with enhanced phosphoglucomutase function in an aqueous medium under dark and anaerobic culture conditions;
(F) A step of recovering any one or more organic acids selected from succinic acid, lactic acid and acetic acid produced from Synechocystis of the above (e).
JP2021073858A 2015-04-08 2021-04-26 Method for producing organic acid Active JP7176787B2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015078889 2015-04-08
JP2015078889 2015-04-08
JP2015228518 2015-11-24
JP2015228518 2015-11-24
JP2017511006A JP6883330B2 (en) 2015-04-08 2016-04-06 Manufacturing method of organic acid

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017511006A Division JP6883330B2 (en) 2015-04-08 2016-04-06 Manufacturing method of organic acid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021106614A true JP2021106614A (en) 2021-07-29
JP7176787B2 JP7176787B2 (en) 2022-11-22

Family

ID=57073101

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017511006A Active JP6883330B2 (en) 2015-04-08 2016-04-06 Manufacturing method of organic acid
JP2021073858A Active JP7176787B2 (en) 2015-04-08 2021-04-26 Method for producing organic acid

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017511006A Active JP6883330B2 (en) 2015-04-08 2016-04-06 Manufacturing method of organic acid

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JP6883330B2 (en)
WO (1) WO2016163382A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016181902A1 (en) * 2015-05-08 2016-11-17 国立研究開発法人理化学研究所 Method for producing organic acid using euglena

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010507369A (en) * 2006-10-20 2010-03-11 アリゾナ ボード オブ リージェンツ フォー アンド オン ビハーフ オブ アリゾナ ステイト ユニバーシティ Modified cyanobacteria
JP2015073469A (en) * 2013-10-08 2015-04-20 国立大学法人神戸大学 Method of enhancing growth function of microalgae

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2619304B1 (en) * 2010-09-24 2018-12-12 Montana State University Bicarbonate trigger for inducing lipid accumulation in algal systems

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010507369A (en) * 2006-10-20 2010-03-11 アリゾナ ボード オブ リージェンツ フォー アンド オン ビハーフ オブ アリゾナ ステイト ユニバーシティ Modified cyanobacteria
JP2015073469A (en) * 2013-10-08 2015-04-20 国立大学法人神戸大学 Method of enhancing growth function of microalgae

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
APPL. BIOCHEM. BIOTECHNOL., vol. 172, JPN6016025708, 4 October 2013 (2013-10-04), pages 447 - 457, ISSN: 0004777667 *
BIORESOURCE TECHNOLOGY, vol. 133, JPN6016025711, 9 February 2013 (2013-02-09), pages 513 - 521, ISSN: 0004777668 *
BIORESOURCE TECHNOLOGY, vol. 169, JPN6016025701, 10 July 2014 (2014-07-10), pages 462 - 467, ISSN: 0004777666 *
BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, vol. 7:99, JPN6016025714, June 2014 (2014-06-01), pages 1 - 15, ISSN: 0004777669 *
CHIN. SCI. BULL., vol. 58, no. 36, JPN6016025706, December 2013 (2013-12-01), pages 4616 - 4621, ISSN: 0004777664 *
FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, vol. 6, JPN6016025713, 6 October 2015 (2015-10-06), pages 1064 - 1, ISSN: 0004777663 *
J. BIOL. CHEM., vol. 289, no. 4, JPN6016025704, 5 December 2013 (2013-12-05), pages 1930 - 1937, ISSN: 0004777665 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP6883330B2 (en) 2021-06-09
WO2016163382A1 (en) 2016-10-13
JP7176787B2 (en) 2022-11-22
JPWO2016163382A1 (en) 2018-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105431520A (en) 3-hydroxypropionic acid production by recombinant yeasts expressing an insect aspartate 1-decarboxylase
US20160289708A1 (en) Methods and compositions for production of acetaldehyde
CN107709540A (en) Novel warehouse Delhi A Ziweishi Pichia pastoris strains NG7 and application thereof
CN105209626B (en) 3- hydracrylic acid is produced by recombination yeast
US9914947B2 (en) Biological production of organic compounds
CN105051181B (en) The preparation method of the increased recombinant microorganism of the generative capacity of 2,3-butanediol and the 2,3-butanediol using it
JP2020506722A (en) Genetically optimized microorganisms for producing target molecules
Nascimento et al. Integrated perspective on microbe-based production of itaconic acid: From metabolic and strain engineering to upstream and downstream strategies
JP7176787B2 (en) Method for producing organic acid
US9309541B2 (en) Biological production of organic compounds
CN106574236A (en) Genetically modified (R)-lactic acid producing thermophilic bacteria
US11535854B2 (en) Microorganism strain for high-performance metabolism of biomass-derived carbon source
WO2018051916A1 (en) Method for producing organic acid
US10138489B2 (en) Cyanobacterial strains capable of utilizing phosphite
JP2015073469A (en) Method of enhancing growth function of microalgae
Loder et al. Extreme thermophiles as metabolic engineering platforms: strategies and current perspective
US20170306363A1 (en) Metabolic engineering for enhanced succinic acid biosynthesis
Fang Metabolic engineering and molecular biotechnology of microalgae for fuel production
Tiwari et al. Algal photobiohydrogen production
WO2021162099A1 (en) Recombinant microalgae, and method for producing organic acid using microalgae
JP6778870B2 (en) Cyanobacteria mutant strain and succinic acid and D-lactic acid production method using it
WO2012103263A2 (en) Compositions and methods for malate and fumarate production
KR102245145B1 (en) Transformants with enhanced productivity of biomass and a method of production biomass using thereof
Schäfer Improvement of Corynebacterium glutamicum for production of lysine and ectoine from industrial raw materials
JP2021153524A (en) Methods for producing organic acids

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210426

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220523

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220719

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221017

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221102

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7176787

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150