1993 Fiscal Year Annual Research Report
担子菌リグニン分解酵素の大量生産法の開発とこれら酵素の木質資源変換への利用
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05556055
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
桑原 正章 京都大学, 木質科学研究所, 教授 (40035978)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三井 隆 日本化学機械製造(株), 技術部, 副部長
麻田 恭彦 香川大学, 農学部, 助教授 (70151032)
沢田 達郎 金沢大学, 工学部, 教授 (80019728)
谷口 正之 新潟大学, 工学部, 助教授 (00163634)
渡邊 隆司 京都大学, 木質科学研究所, 助教授 (80201200)
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| Keywords | リグニン分解酵素 / リグニンペルオキシダーゼ / マンガンペルオキシダーゼ / N-アセチルグルコサミダーゼ / 固体培養 / 水蒸気爆砕 / 酵素糖化 / リグノセルロース |
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| Research Abstract |
ブナ木粉培地で培養したリグニン分解菌性白色腐朽菌のうち、特にBjerkandera adustaは良好な生育を示し、Mn(II)ペルオキシダーゼ(以下MnP)とリグニンペルオキシダーゼ(以下LiP)の両酵素を生産した。この菌は、液体培養と木粉培養のいずれにおいても両酵素を生産するという点で他の菌とは異なっていた。次いで、横型回転固体培養機を試作し、木材チップを基質として本菌を培養したところ、LiPの活性が検出された。本菌により生産されたLiPは蛋白化学的にPhanerochaete chrysosporiumの酵素に極めて類似していることが確認された。(桑原、渡邊、田中、三井)
固体培養での酵素の生産の特徴を明らかにするため、横型回転バイオリアクターを用いてMucor hiemalisによるEndo-β-N-アセチルグルコサミダーゼの生産を試みた。小麦フスマ培地での本酵素の生産は培地の初期水分含量、リアクターの回転数の影響を受けた。また、同様に、B.adustaのリグニン分解酵素の生産も培地の初期水分含量の影響を受けた。また、液体培養条件下におけるLiPとMnPの生産についても検討した。(谷口)
19種類の担子菌について、木粉でのLiPとMnPの生産を比較したところ、Coriolusに属する菌株に両者の活性を認めた。また、Lentinus edodesとPleurotus ostreatusはLiPの生産よりも高い栄養源濃度の培養においてMnPを生産することが見出された。(麻田)
木粉や稲わらなどのリグノセルロースを広い範囲の水蒸気温度(200〜260℃)と水蒸気圧(15〜50atm)で水蒸気爆砕することにり酵素糖化の効率を実験的に検討した。その結果、(1)高温水蒸気で比較的短時間蒸煮して爆砕、(2)リグニン分解菌と爆砕の併用処理などが酵素糖化の効率化のために有効ということが明らかとなった。さらに、リグニン分解菌と爆砕の併用処理の効率的操作条件を数式モデルから推算した。(沢田、中村)
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[Publications] Y.Kimura: "Immunological test using Antiserum to lignin peroxidase of Bjerkandera adusta" Mokuzai Gakkaishi. 40(印刷中). (1994)
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[Publications] 中村嘉利: "リグニンモデル化合物のベラトロールとグアイアコールのオゾン分解の速度表示" 水環境学会誌. 17. 40-49 (1994)
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[Publications] M.Kuwahara: "Delignification and production of ligninolytic enzymes by edible mushrooms" Seventh International Symposium on Wood and Pulding Chemistry. 1. 709-713 (1993)
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[Publications] M.Taniguchi: "Production of Enzymes for Food Processing by Solid State Fermentation" Proceeding of The Sixth International Congress on Engeneering and Food. 531-533 (1994)
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[Publications] Y.Nakamura: "Alcohol production from enzymatic hydrolyzate of exploded biomath" Proceeding of the Third Asia-Pasific Biochem-ical Engeneering Conference. (印刷中). (1994)
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[Publications] 桑原正章: "木材の生分解を担う微生物システム" 化学と生物. 32. 174-180 (1994)
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[Publications] 樋口隆昌: "木質分子生物学" 文永堂, 271 (1994)
