ジモモナス・モビリス

ジモモナス・モビリス
科学的分類
ドメイン：	細菌
門:	シュードモナドタ
クラス：	アルファプロテオバクテリア
注文：	スフィンゴモナダ目
家族：	Zymomonadaceae Hördt et al . 2020年[1]
属:	ザイモモナス クライバーとファンニール 1936 (承認リスト 1980)
種：	Z.モビリス
二名法名
ジモモナス・モビリス （リンドナー 1928）デ・レイとスイング 1976
亜種[2]
Zymomonas Moblis subsp.フラン センシス・コトンら2006年 ザイモモナス モビリス亜種モビリス (Lindner 1928) De Ley および Swings 1976 Zymomonas mobilis subsp. pomaceae (Millis 1956) De Ley and Swings 1976
同義語[2]
アクロモバクター・アナエロビウム[原文]シムウェル 1937 シュードモナス・リンドネリ・ クライバーとホッペンブロワーズ 1931 サッカロモナス・リンドネリ (クライバーとホッペンブロワーズ 1931) シムウェル 1950 サーモバクテリウム・モビール ・リンドナー 1928 Zymomonas anerobia (Shimwell 1937) Kluyver 1957 Zymomonas mobile [ sic ] (Lindner 1928) Kluyver と van Niel 1936

ザイモモナス・モビリスはグラム陰性、通性嫌気性、非胞子形成、極性鞭毛、桿菌である。ザイモモナス属で唯一見られる種である。 ^{[2]注目すべき}バイオエタノール生産能力を有し、いくつかの点で酵母を凌駕する。もともとアフリカのパームワインやメキシコのプルケなどのアルコール飲料から分離され、ヨーロッパ諸国では​​サイダーやビールの汚染物質（サイダー病やビール腐敗）としても 発見された

ザイモモナス菌はビールに含まれる望ましくない水生細菌で、アセトアルデヒドと硫化水素を生成することでエステル硫黄臭を作り出します。これは腐ったリンゴの臭いやフルーティーな臭いに似ています。ザイモモナス菌は、低温（8～12℃）と厳しい炭水化物要件（スクロース、グルコース、フルクトースのみ発酵可能）のため、ラガー醸造所では報告されていません。ビールを炭酸化するためにプライミングシュガーが使用される樽熟成エールによく見られます。最適な成長温度は25～30℃です。

ザイモモナス・モビリスは、エントナー・ドゥドロフ経路を利用して糖をピルビン酸に分解します。その後、ピルビン酸は発酵され、エタノールと二酸化炭素のみが 生産されます（酵母に類似）。

バイオエタノール生産におけるZ. mobilisのS. cerevisiaeに対する利点:

• 糖吸収率とエタノール収量の増加（最大2.5倍）^[3]
• バイオマス生産量の低下、
• エタノール耐性が16 %（v/v）まで向上^[4]
• 発酵中に酸素を制御的に添加する必要がない。

しかし、これらの魅力的な利点にもかかわらず、いくつかの要因により、セルロースエタノール生産におけるZ. mobilisの商業的使用が妨げられています。最大のハードルは、その基質範囲がグルコース、フルクトース、スクロースに限定されていることです。野生型のZ. mobilis は、リグノセルロース加水分解物の重要な成分であるキシロースやアラビノースなどのC5 糖を発酵できません。大腸菌や酵母とは異なり、Z. mobilis は、酢酸やさまざまなフェノール化合物など、リグノセルロース加水分解物に存在する毒性阻害剤に耐えられません。^{[5]リグノセルロース加水分解物中の酢酸濃度は 1.5% (w/v) にも達することがあり、これは}Z. mobilisの許容閾値をはるかに上回っています。

Z. mobilisの固有の欠陥を克服するために、遺伝子操作の試みがいくつか行われてきました。米国の国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) は、基質範囲をキシロースやアラビノースなどの C5 糖類にまで拡大することに大きく貢献しました。^{[6] [7]} Z. mobilisの酢酸耐性株は、合理的な代謝遺伝子操作の取り組み、突然変異誘発技術^[8]または適応突然変異によって開発されました。 ^{[9] [10]}しかし、これらの遺伝子操作株が阻害剤の存在下で混合糖を代謝すると、収量と生産性が大幅に低下するため、産業への応用が妨げられています。

Z. mobilisのキシロース発酵を改善するために、広範囲にわたる適応プロセスが使用されました。^[9]株を高濃度キシロースに適応させることにより、代謝の大幅な変化が起こりました。1つの顕著な変化は、株のキシロース代謝を阻害する可能性のあるキシロース発酵の副産物であるキシリトールのレベルの低下でした。キシリトールの生産量が低下した理由の1つは、キシロースをキシリトールに還元する触媒となるアルドケト還元酵素をコードする推定遺伝子の変異でした。^{[11] [12]}

Z. mobilisの細胞膜には、真核生物のステロールに似た五環式化合物であるホパノイドが含まれています。これにより、環境中のエタノールに対して約 13% という並外れた耐性が得られます。

Z. mobilis は伝統的にプルケを作るのに使われています。

Z. mobilis ZM4株のゲノムは配列決定されており、2,056,416bpを含み、1,998個のタンパク質コード遺伝子をコードしています。^[13]これにより、Z. mobilisはエントナー・ドゥドロフ経路でのみグルコースを代謝でき、エンデン・マイヤーホフ・パルナス経路を使用できないことが明らかになりました。

• エタノール発酵技術—ザイモモナス・モビリス
• ザイモモナス・モビリス ZM4 ゲノムページ
• BacDive の Zymomonas mobilis の標準株 - 細菌多様性メタデータ