低温菌を活用したシンプル酵素触媒による効率的な物質変換

大学院統合生命科学研究科 田島 誉久 助教産業分類 : 製造業

産業分類 : 製造業

アピールポイント

 ● 簡便な熱処理で副産物生成反応を抑制した高収率変換。
 ● 幅広い生物由来の酵素を活用した自由な変換系の設計。
 ● 酵素を精製することなく変換に利用が可能。

アピールポイント

 ● 簡便な熱処理で副産物生成反応を抑制した高収率変換。
 ● 幅広い生物由来の酵素を活用した自由な変換系の設計。
 ● 酵素を精製することなく変換に利用が可能。

研究者のねらい

これまでのバイオ(微生物細胞)によるものづくり(物質変換)は、微生物を生かしながら(生細胞で)行うため、基質・原料が細胞の代謝機能にも使われ、そのままでは様々な代謝物質を副産物として生成される。これを回避するために、ものづくりに不要な代謝酵素を発現しないように代謝経路を改変する手法が取られる。しかし、ものづくりに最適な細胞を創り上げるには多大な時間と手間を要する。また、そもそもすべての不要な酵素を削ぎ落とすことは生細胞でものづくりを行う限り不可能である。そこでもっと簡便な操作で高収率なものづくりを行うシンプル酵素触媒を開発している。

研究内容

熱処理温度をなるべく低く設定すればで微生物に限らず、動物、植物由来の酵素を利用して多彩な物質変換系を構築することが可能となる。そこで30℃より低温で生育する低温菌を宿主としてシンプル酵素触媒の構築を行った。酵素を発現させた細胞を中温(40~50℃)で熱処理することにより、変換酵素を失活させることなく宿主低温菌の代謝酵素を失活できる。したがって、この生体触媒は中温性酵素によるものつくりのみが進行する。これならば副産物を生じることなく収率100%の化学品生成を行うことが可能になる。熱を加えるだけで副産物をカットできることから「シンプル」な触媒といえる。この触媒を用いて、ポリマー原料となる化学品の高収率変換を行っている。

備考

特許:特願2018-124796、低温菌を用いたイタコン酸の製造方法
論文:T. Tajima, M. Hamada, Y. Nakashimada, J. Kato: Efficient aspartic acid production by a psychrophile-based simple biocatalyst, Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 42(10) 1319-1324 (2015) doi: 10.1007/s10295-015-1669-7
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広島大学産学・地域連携推進部 (techrd@hiroshima-u.ac.jp)
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