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冬虫夏草が生産する固有成分であるコルジセピン（3’-デオキシアデノシン）は、アデノシンのアナログとして働き、多くのガン細胞に対して抗腫瘍作用を示すことから医薬品などの原料として期待されている。しかし、その生産性は低く工業レベルには達していない。そこで、本研究ではコルジセピンの実用化を目指し、回転円板型培養器を用いて冬虫夏草変異株によるコルジセピンの高効率生産技術を開発することを目的として検討を進めた。
はじめに、回転円板培養器内部で冬虫夏草を固定化するための円板素材の影響を解析し、マクロ構造に関してはダブルラッセル構造を有する編物を円板に用いることにより高いコルジセピン生産性が得られた。次に編物に用いる繊維の化学組成について検討したところ、ポリプロピレン製よりもやや親水性が高いナイロン製を用いることにより同程度の増殖量を維持しながら、コルジセピン生産性が高くなることが明らかとなった。
回転円板培養器の運転条件については、円板間隔を1.5～2.0cm程度に設定した場合に効率よく冬虫夏草（菌糸）を固定化できた。また、円板の回転速度は、5rpm付近が最適であることが明らかとなった。培養液の液量については、実働容積1500mLの培養装置に対して、培地液量を300mLに設定した場合に、反復回分培養により生産性は最も高くなり、生産速度は2.7 g/(L・h)に到達した。
培地中のアミノ酸については、アラニン、グルタミン、グルタミン酸、イソロイシンの不足がコルジセピン生産を低下させることから、これらのアミノ酸がコルジセピン生合成経路に関わっていることが分かった。特にグルタミンの影響は大きく、過剰投与によりコルジセピンの生産濃度を3.7倍にまで高めることができた。
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