濾過型培養槽を用いる遺伝子組換え菌の二段階培養と好気性菌用バイオリアクターの開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62470112
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 小林 猛 名古屋大学, 工学部, 教授 (10043324)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯島 信司 名古屋大学, 工学部, 助教授 (00168056)
• Keywords: 遺伝子組換え / 濾過型培養 / 二段階培養 / バイオリアクター / トリプトファンプロモーター / グルコン酸菌

Research Abstract

1.βーガラクトシダーゼ遺伝子を含むプラスミッドを導入した枯草菌を、濾過型培養槽を用いて好気的に培養した。枯草菌は酢酸など有機酸を分泌しそれらの蓄積が増殖を抑制するので、濾過によりこれらを系外に除くことにより超高菌体濃度迄培養できることを示した。また培養後期に濾過を停止し流加培養に戻すことにより、遺伝子産物を大量に生産できることが明らかになった。
2.トリプトファンプロモーターからの遺伝子発現の誘導は、トリプトファンのみならずグルコースによっても大きな影響をうける。そこで我々が開発したオンライングルコース測定装置を利用し、グルコースが消費されたのを確認した後にインドールアクリル酸で遺伝子発現の誘導を行なった。トリプトファンプロモーターの下流に大腸菌βーガラクトシダーゼ遺伝子を連結したプラスミッドをもつ大腸菌を培養し、グルコース非存在下で誘導を行なったところ、多量のβーガラクトシダーゼが生産された。一方、グルコース存在下では遺伝子産物生産が誘導されなかった。
3.グルコースを酸化してグルコン酸を生産するGluconobacter suboxydansは典型的好気性菌である。そこで濾過型培養槽がこのような好気性菌にも適用可能かどうかを検討するため、この菌をホローファイバーを組込んだ培養槽で培養したところ、通常の回分培養の3倍の高菌体濃度が得られグルコン酸の効率的生産が可能であった。さらにグルコン酸発酵を効率化するために、生成したグルコン酸を中和するのに必要なアルカリ添加量からこの有機酸濃度を推定することを試み、回分培養では正確な推定が可能であることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Shinji Iijima: Applied Microbiology and Biotechnology. 26(6). 542-545 (1987)
• [Publications] Enhao Wang: Journal of Chemical Engineering of Japan. 21(1). 36-40 (1988)
• [Publications] Kazuyuki Shimizu: Journal of Chemical Engineering of Japan. 21(2). 113-117 (1988)
• [Publications] Satoru Mizutani: Journal of Chemical Engineering of Japan. 21(6). 658-660 (1988)