廃油からのクリーンディーゼル燃料生産用の環境調和型バイオプロセスの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555208
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 近藤 昭彦 神戸大学, 工学部, 助教授 (40205547)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野田 秀夫 関西化学機械製作, 代表取締役 ; 福田 秀樹 神戸大学, 自然科学研究科, 教授 (30263396)
• Keywords: バイオプロセス / リパーゼ / 微生物菌体触媒 / 酵母 / バイオディーゼル / メタノリシス / メチルエステル / 糸状菌

Research Abstract

本年度は以下の3点について検討し、バイオディーゼル生産プロセスの完成を目指した。
[1]S. cerevisiaeおよびA. oryzaeでのRizopus oryzae lipase (ROL)の菌体内および細胞表層発現による高活性菌体触媒の開発 高活性な菌体触媒を得るためには、細胞の内部に高機能化したROLを生産するのみでなく、細胞表面にも固定化される形でROLが生産されることが必要となる。本研究では、この様な高活性菌体触媒のデザインおよび創製を行った。ROLを大量に発現させるため、凝集性を持ちBSPへの固定化が可能な酵母S. cerevisiaeおよび糸状菌A. oryzaeの染色体にROL遺伝子を強力なプロモーターとともに導入し、菌体内高発現型の安定な形質転換体を創製した。また、酵母においては、細胞表層のFlo1タンパク質のN末端側を利用して、目的タンパク質を細胞表層に固定化される形で発現することを可能とする発現系を開発し、ROLの高発現に成功した。
[2]菌体触媒を用いたメタノリシス反応の解析 [1]で得られた固定化菌体触媒を用いた植物油のメタノリシス反応における、水分濃度、メタノール濃度、反応温度等の反応速度への影響について検討した。最適条件を明らかにするとともに、その反応条件下で固定化菌体触媒の安定性を向上させる手法を開発した。
[3]バイオリアクターの開発及びスケールアップ 現有する固定化微生物培養に適したバイオリアクター(20Lスケール)を用いて、[2]で検討した高密度培養条件を基に高活性な菌体触媒を得るための培養のスケールアップ基盤を明らかにした。

Research Products

• [Publications] Takeshi Matsumoto: "Preparation of high activity yeast whole cell biocatalysts by optimization of intracellular production of recombinant Rhizopus oryzae lipase"Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic. 17. 143-149 (2002)
• [Publications] Kazuhiro Ban: "Repeated use of whole-cell biocatalysts immobilized within biomass support particles for biodiesel fuel production"Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic. 17. 157-165 (2002)
• [Publications] Takeshi Matsumoto: "Construction of yeast strains with high cell surface lipase activity by using novel display systems based on the Flo1p flocculation function domain"Applied and Environmental Microbiology. 68. 4517-4522 (2002)