超耐熱性キシロースイソメラーゼを用いる高フルクトース異性化糖生産システムの開発

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04556010
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 鵜高 重三 名古屋大学, 農学部, 教授 (70023463)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山根 恒夫 名古屋大学, 農学部, 教授 (70026102)
• Keywords: キシロースイソメラーゼ / サーマスサーモフィルス / 蛋白質工学

Research Abstract

異性化糖は澱粉より得たグルコースを固定化キシロースイソメラーゼを用いてフルクトースに変換することにより製造される。このプロセスにおいてフルクトースの生成効率を高め、高品質の異性化糖を安価に製造する必要がある。そのため工業的に直接利用可能な耐熱性キシロースイソメラーゼを作出し、その酵素を利用することによって高フルクトース異性化糖生産システムを開発する研究を行った。本年度は、Thermus thermophilus由来の超耐熱性キシロースイソメラーゼを高度蛋白質生産系のBacillus brevis菌で大量生産する技術とその酵素を含む固定化菌体の作成技術の開発を試みた。Bacillus brevisの増殖にはポリペプトンと酵母エキスとを含む天然培地成分が必要であり、グルコース存在下でも、ペプチド成分がよく資化されることから、前段階では高濃度のポリペプトンと酵母エキスを流加し菌体濃度を速やかにある程度上げ、ついで後段階培養期でグルコースのみを流加するのが高菌体濃度をうるのに有効であった。このような培養を自動流加方式で行うプロセスを開発した。また、イソメラーゼを含有するB.brevis菌体を集めてグルタールアルデヒドで固定化した後、乾燥したペレットはグルコースイソメラーゼ活性を示したが、予想される活性よりはるかに低く、実用化研究がさらに必要であることが明らかになった。本酵素のX線結晶解析により、全体的には既知のイソメラーゼの構造と類似していることが分かった。