固定化凝集性酵母を活用した高効率酵素生産およびバイオコンバージョン

酵素を生体触媒として利用していく上で、簡便かつ安価に大量生産する手法の確立が望まれている。本研究では、酵素を高レベルで分泌生産するとともに、凝集性を示す酵母系を確立し、多孔質体の細胞保持粒子(BSPs)への固定化培養法(連続およびDraw and Fill培養法)を確立することで、効率的な酵素生産システムを構築することを試みた。酵母としては、強い凝集性を示し、遺伝子組換えのホストとしても優れているS.diastaticus(ATCC60715)を用いた。また、BSPsとしては、細孔径の異なる6mm角の各種ポリウレタンフォームを用い、以下の様な結果を得た。1) 凝集性酵母S.diastaticusの固定化においては、細孔径が50ppiのBSPsが固定化に適していた。特にDraw and Fill培養法においては、15-20mg-dry cell/BSP程度の高い菌体固定化密度が維持されることが明らかとなった。また、BSP内の形態観察を顕微鏡で行ったところ、BSP内部まで、密に菌体が固定されていることが明らかとなった。2) 凝集性酵母S.diastaticusを各種遺伝子操作におけるホストとして利用するために、四分子解析法を用いて、各種栄養要求性マーカーを付与した株を構築した。3) BSPsに固定化された凝集性酵母S.diastaticusは、Draw and Fi11培養において、繰り返し酵素を効率よく分泌生産できることが明らかとなった。4) 凝集性酵母S.diastaticusの細胞壁の透過性を上げるためにアルコール処理を行った。アルコール処理は、細胞内の酵素を漏出させることなく、酵素基質・生産物の透過性を著しく向上させるため、高活性whole cell biocatalysts調製法として有効であることが、明らかとなった。

酵素を生体触媒として利用していく上で、簡便かつ安価に大量生産する手法の確立が望まれている。本研究では、酵素を高レベルで分泌生産するとともに、凝集性を示す酵母系を確立し、多孔質体の細胞保持粒子(BSPs)への固定化培養法(連続およびDraw and Fill培養法)を確立することで、効率的な酵素生産システムを構築することを試みた。酵母としては、強い凝集性を示し、遺伝子組換えのホストとしても優れているS.diastaticus(ATCC60715)を用いた。また、BSPsとしては、細孔径の異なる6mm角の各種ポリウレタンフォームを用い、以下の様な結果を得た。1) 凝集性酵母S.diastaticusの固定化においては、細孔径が50ppiのBSPsが固定化に適していた。特にDraw and Fill培養法においては、15-20mg-dry cell/BSP程度の高い菌体固定化密度が維持されることが明らかとなった。また、BSP内の形態観察を顕微鏡で行ったところ、BSP内部まで、密に菌体が固定されていることが明らかとなった。2) 凝集性酵母S.diastaticusを各種遺伝子操作におけるホストとして利用するために、四分子解析法を用いて、各種栄養要求性マーカーを付与した株を構築した。3) BSPsに固定化された凝集性酵母S.diastaticusは、Draw and Fi11培養において、繰り返し酵素を効率よく分泌生産できることが明らかとなった。4) 凝集性酵母S.diastaticusの細胞壁の透過性を上げるためにアルコール処理を行った。アルコール処理は、細胞内の酵素を漏出させることなく、酵素基質・生産物の透過性を著しく向上させるため、高活性whole cell biocatalysts調製法として有効であることが、明らかとなった。