微生物酵素を応用した新パルプ化法開発のための基礎研究

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1.ラッカーゼ系リグニン分解酵素の性質と機能との解明:リグニン分解性酵素としては、ラッカーゼIIIがすでに分離されているが、このほかにもいくつかのリグニン分解性フェノールオキシダーゼの存在する可能性があるので、従来より精緻なイオン交換クロマトグラフィー分析及び分取用等電点電気泳動法を用いて、菌体外フェノールオキシダーゼの分別を行ってみた。その結果6種の酵素画分を得た。これらはそれぞれ、PI値、基質特異性等に相違があった。またβーOー4型及びビフェニル型化合物に対する反応性については、1画分はその両型に、他の画分はどちらかに反応するなどの差がみられた。リグニンの化学構造は非常に複雑であるので、担子菌によるリグニン分解にあたっては、各種の酵素が複合的に関与するものと考えられてきたが実験的証明は欠いていた。今回の研究結果はそれを裏づけるものと考えることができる。2.ラッカーゼIII酵素の木材質含有培地における出現と作用:ラッカーゼIIIは、はじめカワラタケの液体培養濾液から得られたものである。その培養液には木粉その他のリグニン物質は含んでいないものを使用した。今回、自然に近い状態でのリグニン分解を実験室的に再現しようとして、木粉固体培地を用いてラッカーゼIIIの分泌状況を調べた。その結果木粉朽が進んだ状態では、この酵素は認められなかったが、腐朽初期には明らかにその出現が認められた。また、残渣として残った木粉中のリグニンにも化学構造の変化が看取された。その著しい例としてはフェノール性単位の脱芳香核化をあげることができる。すなわち、自然界における木材腐朽乃至リグニン分解にあたって、この酵素がその初期に役割を果たしているようである。3.バイオパルプ調製の基礎実験:ラッカーゼIIIを用いて、いわゆるバイオパルプを製造するための諸条件を木粉を用いて検討を行った。