メタン生成細菌のテトラピロール生合成経路を利用した補酵素の生産

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62560109
• Research Institution: HIROSHIMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 西尾 尚道 広島大学, 工学部, 助教授 (30034383)
• Keywords: メタン生成細菌 / Methanosarcina barkeri / 5-アミノレブリン酸 / ALA / 固定床バイオリアクター / 2-オキソグルタン酸 / メタノール最小培地 / 4、6-ジオキソヘプタン酸

Research Abstract

メタル生成細菌はユニークなテトラピロール補酵素類(ビタミンB-12(FIII)、チトクローム、F_<430>)を生成することが知られている。前年度にこれの補酵素の生成を試みた。最終年度の本年度は、メタン生成細菌、Methanosarcina barkeriを用いて、これらテトラピロール補酵素類の共通の前駆体であり、また近年生物除草剤として注目されている5-アミノレブリン酸(ALA)の生産を試みた。メタノール最小培地での培養系で下記の結果を得た。
1.ALA脱水酵素の阻害剤(したがってALAが蓄積)の影響について検討した。阻害剤無添加ではALA生成は見られなかったがレブリン酸(LA)、4、6ジオキソヘプタン酸(DOH)の添加でALAの菌体外蓄積がみられ、とくにDOHは低濃度下でも有効であった。
2.ALA前駆体の添加効果を検討し、LA存在下で2-オキソグルタル酸添加によりALA83μM(無添加=37μM)を得た。
3.無機担体(珪藻上=ナガオポーセル)を充てんした固定床バイオリアクターを用いて連続生産を試みた結果、LA25mM連続供給下、滞留時間,1.8時間の高速生産が可能となり、ALA生産性は0.4mM/dayに達した。また本リアクターは約1ケ月の連続運転が可能であった。しかし、ALA濃度は31μMと低い。
4.そこで、多段固定床バイオリアクターによる高濃度化を試みた。6段バイオリアクターにより、生産性を3の場合と同程度に維持しつつALA濃度106μMを得ることができた。
以上の結果より、LAの存在下、ALAの高速生産が可能となったが、現状ではまだ濃度が低く、今後、さらに高濃度菌体を保持できる嫌気バイオリアクターの開発、あるいはALA脱水酵素欠損株の取得によるLA無添加系での生産法の開発糖も必要と考えている。

Research Products

• [Publications] 林東: J.Ferment,Bioeng.
• [Publications] 林東: Apple.Microbiol.Biotechnol.30. (1989)
• [Publications] 西尾尚道: ビタミン. 62. 657-667 (1988)
• [Publications] 永井史郎: BIO INDUSTRY. 5. 190-200 (1988)