バイオリアクタ-による生化学物質の効率的生産に関する総合的研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02303014
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 小林 猛 名古屋大学, 工学部, 教授 (10043324)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 沢田 達郎 金沢大学, 工学部, 教授 (80019728) ; 海野 肇 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (10087471) ; 中村 厚三 群馬大学, 工学部, 教授 (50011036) ; 古崎 新太郎 東京大学, 工学部, 教授 (40011209) ; 山根 恒夫 名古屋大学, 農学部, 教授 (70026102)
• Keywords: バイオリアクタ- / 動植物細胞用リアクタ- / 非水系酵素反応 / 膜分離型リアクタ- / 生化学物質 / 効率的生産

Research Abstract

遺伝子組換え、細胞融合などのバイオテクノロジ-の基本をなす技術の生物学的、遺伝学的知見は急速に蓄積したが、これらの知見を工学的立場から解析し、実際の工業生産に応用する研究は大変遅れている。酵素、微生物または動植物細胞を固定化して利用するバイオリアクタ-の応用は今後ますます発展する分野であり、集中的かつ総合的な工学的研究が必須である。
本研究ではこれらの分野の新しい展開とそれらの技術の体系化を達成しようとしたものである。この総合研究の分担者はこの分野における工学的研究の主導的立場の研究者ばかりであるが、次のような四つのグル-プに分かれて新しい方向の探究と体系化をめざして平成2年度及び3年度に研究した。
1.動植物細胞用バイオリアクタ-の開発ーーー医薬品などを効率よく生産するため、固定化操作の簡便化、生産物の連続的分泌システム、老廃物の除去システムなどを開発した。
2.新規バイオリアクタ-の開発ーーー重要な酵素反応系に適したシステムの開発及び酵素の改良を行なった。
3.非水溶媒系酵素反応による物質生産ーーー非水溶媒系でしか進行しない酵素反応あるいは粉末状酵素によってアスパルテ-ムなどの有用物質の効率的生産システムを確立した。
4.膜分離操作を伴なうバイオリアクターーー最近発展の著しい膜分離操作と生化学反応とを組合わせて、乳酸や酢酸などの生化学物質の大量生産システムを開発した。

Research Products

• [Publications] Y.Kato: "Enhancement of peroxidase production and excretion from horseradish hairy roots by light,NaCl and peroxidaseーadsorption in situ" Plant Tissue Culture Letter. 8. 158-165 (1991)
• [Publications] N.Uozumi: "Fedーbatch culture of hairy root cells using fructose as a carbon source" J.Ferment.Bioeng.72. 457-460 (1991)
• [Publications] H.Shinohara: "Electrochemical oxidation and reduction of PQQ using a conductive polypyrroleーcoated electrode" J.Electroanal Chem.304. 75-84 (1991)
• [Publications] J.Kojima: "Electrically controlled proliferation of human carcinoma cells cultured on the surface surface of an electrode" J.Biotechnol.18. 129-140 (1991)
• [Publications] G.F.Khan: "Elecrochemical behaviour of monolayer quinoprotein adsorbed on the electrode surface" J.Electroanal.Chem.315. 263-273 (1991)
• [Publications] 相澤 益男: "細胞の電気制御培養による物質生産" 有機合成化学. 48. 571-575 (1990)
• [Publications] T.Yamashita: "Characterisation of cellulose treated by the steam explosion method" British Polymer J.22. 73-83 (1990)
• [Publications] 中村 嘉利: "ベラトロ-ルおよびグアイアコ-ルのオゾン分解と廃液リグニンへの適用" 環境科学会誌. 3. 73-83 (1990)
• [Publications] K.Hashimota: "Continuous production of monoclonal antibody by hybridoma cells immobilized in hardened alginate gel particles" Annl.N.Y.Acad.Sci.613. 216-226 (1990)
• [Publications] T.Yamane: "Intramolecular esterification by lipase powder in microaqueous benzene:factors affecting activity of pure enzyme" Biotechnol.Bioeng.36. 1063-1069 (1990)
• [Publications] G.P.MacNeill: "Highーyield enzymatic glycerolysis of fats and oils" J.Amer.Oil Chem.Soc.68. 1-5 (1991)
• [Publications] T.Kawatani: "Efficient optical resolution of dlー2ー(4ーchlorophenoxy)propanic acid with lipase by the use of organosilicon compounds substrates: the role of silicon in enzymatic recognition" J.Biotechnol.18. 85-92 (1991)
• [Publications] M.Kinoーoka: "Conductometric estimation of main inorganic nutrients in plant cell cultures" J.Chem.Eng.Japan. 24. 381-384 (1991)
• [Publications] 紀ノ岡 正博: "植物毛状根培養における窒素源の効果を考慮したsuperoxide dismutaseの生産" 化学工学論文集. 17. 1012-1018 (1991)
• [Publications] H.Kurata: "Influence of light irradiation rates and irradiation nodes on caffeine production and cell growth in suspension culture of Coffea arabica cells" J.Chem.Eng.Japan. 24. 783-788 (1991)
• [Publications] H.Kurata: "Effect of light on caffeine production in plant cells of Coffea arabica" Ann.N.Y.Acad.Sci.613. 538-541 (1990)
• [Publications] M.Taniguchi: "Production of superoxide dismutase in Streptococcus lactis by a combination of use of hyperbaric oxygen and fermentation with crossーflow filtration" Biotechnol.Bioeng.39. (1992)
• [Publications] S.Adachi: "Separation of petide groups with definite characteristics from enzymatic protein hydrolysate" Agric.Biol.Chem.55. 925-932 (1991)
• [Publications] T.Fukui: "Construction of a nonーsupport bioreactor:optical resolution of 2ー(4ーchlorophenoxy)propanoic acid in an organic solvent system" Appl.Microbiol.Biotechnol.35. 563-567 (1991)
• [Publications] M.ーH.Zong: "Bioconversion of organosilicon compounds by horse liver alcohol dehydrogenase:the role of silicon atom in enzymatic reaction" Appl.Microbiol.Biotechnol.36. 40-43 (1991)
• [Publications] A.Tanaka: "Organoーsilicon biochemistry" Ann.N.Y.Acad.Sci.613. 542-546 (1990)
• [Publications] 淺間 一: "発酵プロセス診断用エキスパ-トシステムの開発" 化学工学論文集. 17. 579-585 (1991)
• [Publications] 平田 彰: "遊離酵素を用いた抽出を伴うアスパルテ-ム前駆体合成における酢酸エステル系溶媒の影響" 化学工学論文集. 17. 511-517 (1991)
• [Publications] 平田 彰: "遊離酵素を水相中に保持する半連続式脈動抽出塔型バイオリアクタ-によるアスパルテ-ム前駆体合成" 化学工学論文集. 17. 586-588 (1991)