生体反応の電気化学制御とバイオリアクタ-システムのインテリジェント化

生物反应的电化学控制和智能生物反应器系统

• 批准号: 01470078
• 负责人: 相澤 益男
• 金额: $ 4.35万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01470078/
• 关键词: 細電性酵素膜; 導電性微生物膜; ポリピロ-ル; 酵素機能の電気制御; 微生物機能の電気制御; バイオリアクタ-の電気制御; バイオリアクタ-のインテリジェント化; 導電性酵素膜; 生体機能の電気制御

本研究では、酵素や微生物を固体素子化することによって生体物質の触媒機能を電気化学的に制御する方法を創出し、必要な時に必要な量の物質を生産できるインテリジェントバイオリアクタ-を構築することを目的として行った。平成元年度は酵素(グルコ-ス酸化酵素)や酵母を導電性高分子に電解重合法によって固体化すると、酵素活性の電気制御やアルコ-ル産生の電気制御ができることがわかった。平成2年度はこの手法を脱水素酵素やアミノ酸産生菌、酵素産生菌にまで拡大し、以下の結論を得た。1)NADを要求する脱水素酵素の場合は、NAD、電子メディエ-タ-、そして酵素からなる電子伝達系を固体素子化すると酵素活性の電気制御が可能である。2)アミノ酸産生菌(Corynebacterium glu.)を導電性高分子に固定化すると、ビオチンが十分存在するにもかかわらず、菌体膜の透過性を電気制御できるようになり、グルタミン酸生産の電気制御が可能である。3)酵素産生を電気制御するために、βーラクタマ-ゼ遺伝子を組み込んだ細菌を同様にして固体素子化すると酵素産生の電気制御ができることが示された。以上の結果は、電気制御方式のバイオリアクタ-が可能になるとともに発酵生産の電気制御ができることを明示し、出力可変型のインテリジェントバイオリアクタ-が可能になることを意味している。

This study で は, enzyme や microbial を solid element child す る こ と に よ っ て body raw material の catalytic function を electric 気 chemical に suppression す を る method makes し or necessary な に necessary な を の material production で き る イ ン テ リ ジ ェ ン ト バ イ オ リ ア ク タ - を build す る こ と を purpose と し て line っ た. Pp.47-53 yuan annual は enzyme (グ ル コ - ス acidification enzyme) や yeast を conductivity polymer に electrolytic heavy legal に よ っ て congealing す る と, enzyme activity の electric 気 suppression や ア ル コ - ル produce の electric 気 suppression が で き る こ と が わ か っ た. In the second year of the Heisei period, the <s:1> <s:1> <s:1> technique を dehydrating enzyme やア やア ノ ノ acid-producing bacteria, enzyme-producing bacteria にまで拡 large <s:1>, the following <s:1> conclusion を た た. 1) NAD を requirements す る dehydrated vegetable enzyme は の occasions, NAD, electronic メ デ ィ エ タ -, そ し て enzyme か ら な る electronics 伝 da を solid element digital す る 気 の electricity system royal が と enzyme activity may be で あ る. (2) ア ミ ノ acid to produce bacteria Corynebacterium glu.) を conductivity polymer に immobilized す る と, ビ オ チ ン が very existence す る に も か か わ ら の ず, bacteria membrane permeability を electric 気 suppression で き る よ う に な り, グ ル タ ミ ン acid production の electric 気 suppression が may で あ る. 3) enzyme to produce を electric 気 suppression す る た め に, beta ー ラ ク タ マ - ゼ heritage 伝 son を group み 込 ん を だ bacteria with others に し て solid element digital す る と enzyme to produce の electric 気 suppression が で き る こ と が shown さ れ た. は の results above, the electric 気 suppression way の バ イ オ リ ア ク タ - が may に な る と と も に 発 yeast production の electric 気 suppression が で き る こ と を express し, output can be - の イ ン テ リ ジ ェ ン ト バ イ オ リ ア ク タ - が may に な る こ と を mean し て い る.

项目成果

S.Yabuki,H.Shinohara,Y.Ikariyama & M.Aizawa: "Electrocontrol of Alcohol Production by a Conductive Yeast Membrane." J.Biotech.

矢吹S、筱原H、碇山Y

Y.Ikariyama,: "Electrocontrolled Glutamate Production by Corynebacterium glutamicum Immobilized in Conductive Membrane" J.Biotechnol.

Y.Ikariyama，：“通过固定在导电膜中的谷氨酸棒杆菌进行电控谷氨酸生产”J.Biotechnol。

S.Yabuki,H.Shinohara,Y.Ikariyama & M.Aizawa: "Electrical Activity Controlling System for a Mediator-coexised Alcohol Dehydrogenase-NAD Conductive Membrane" J.Electroanal.Chem.277. 179-187 (1990)

矢吹S、筱原H、碇山Y

S.Yabuki,: "Electrocontrol of Alcohol Production by a Conductive Yeast Membrane" J.Biotech.

S.Yabuki，：“导电酵母膜对酒精生产的电控”J.Biotech。

S.Yabuki,H.Shinohara & M.Aizawa: "Electro-conductive Enzyme Membrane" J.Chem.Soc.,Chem.Commun.1989. 945-946 (1989)

矢吹S、筱原H