バイオプロセスにおける分離精製の要素技術とその複合化に関する総合研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08305031
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 梶内 俊夫 東京工業大学, 工学部, 教授 (30016555)
• 研究分担者: 山本 修一 山口大学, 工学部, 教授 (80144921) ; 古崎 新太郎 九州大学, 工学部, 教授 (40011209) ; 加藤 滋雄 神戸大学, 工学部, 教授 (20026272) ; 久保井 亮一 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (40029567) ; 米本 年邦 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40125688)
• キーワード: バイオプロダクツ / 分離精製 / 複合化 / 細胞破壊 / アフィリニティクロマトグラフィー / 逆ミセル / 精密ろ過 / 水性二相抽出

研究概要

バイオプロセスにおける分離精製の要素技術を視野に入れて検討した。対象とした要素技術は、細胞の破壊回収、水性二相系による粗分離操作、精密ろ過膜による分離、アフィンティクロマトグラフィー、ストレス応答を利用した分離、逆ミセル分離、電気泳動法等である。
細胞の破壊回収操作では、培養段階における細胞内生産過程と生産物回収過程を複合させた効率的な生産プロセスの構築を目的として、自己破壊性細胞の開発を研究した。今後宿主-ファージ系での新規の溶菌酵素の発見が期待され、分離精製過程の短縮に結び付けられることがわかった。
精密濾過膜を改質し、荷電、疎・水性、イオン交換能を持つ精密濾過膜による、目的酵素と共存物質の吸着・脱着特性と操作条件との関係を検討し、その分離・精製への膜クロマトグラフィーの適用と、他の分離要素との複合化について考察した。
逆ミセルの分離の選択性を高めるために、バイオアフィニティ技術の逆ミセル抽出法への導入、リン脂質を利用した生体適合性の高い逆ミセルの開発、タンパク質のリフォールディングへの応用など、複合化を目指した逆ミセルの新展開を行なった。
循環式フリーフロー電気泳動装置を改良して、泳動質外部に資料リザーバーを設けて、処理量を任意に可変可能とし、さらに連続操作を可能にした。3成分のタンパク質の連続分離操作を実験および数学的モデルのシミュレーションより、印加電圧を高くし、循環流量を押さえると、高純度の製品がえられることを示した。
その他の要素についても複合化を意識した開発、改良結果について検討し、最終報告書の形でまとめている。

研究成果

• [文献書誌] S.Katoh et.al.: "Purificution of α-amylase by specific elution from anti-peptide antibodies" Appl.Microbiol.Biotechnol.47. 521-524 (1997)
• [文献書誌] S.Furusaki et.al.: "Aflinity Extraction of Proteins with a Reversed Micellar System Composed of Cibacron Blue-Modefied Lecthin" Biotechnol.Bioeng.58(1). 58-64 (1998)
• [文献書誌] Ji-Hong Tong,S.Furusaki: "Extraction Behavior of Proteins Using AOT Riversed Micellar Systems Forme by Kerosene and Silicone Oil" Sep.Sci.Technol.33(6). 899-907 (1998)
• [文献書誌] R.Kuboi et.al.: "Selective Separation Process of Proteins Based on the Heat Stress-Induced Translocation across Phospholioid Membranes" J,Chromatogr.B. 711. 111-116 (1998)
• [文献書誌] 久保井亮一,山原克仁: "水性二相分配法とPEG分画沈殿法を組み合わせたβ-Gralactosidaseの分離精製プロセス" 化学工学論文集. 24(2). 285-290 (1998)
• [文献書誌] T.Yonemoto et.al.: "Continuous Separation of Ternary Mixture of Proteins using Partially Recycling Free-Flow Isoelectric Foraising with Shootout" Chemical Engineering Symposium Series. 65. 162-165 (1998)
• [文献書誌] Y.Shin-Ya,K.Fujiwara,T.Kajiuchi: "Reactive Aquous Two Phase System For Separation of Proteins" Chemical Engineering Symposium Series. 65. (1998)
• [文献書誌] 遠藤勲 ら: "バイオセパレーションプロセス便覧" 化学工学会・生物分離工学特別研究会,共立出版(株), 517 (1996)