JP2022140734A - Production method of useful substance - Google Patents

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涼介 鈴木
Ryosuke Suzuki
眞理 上垣
Mari Uegaki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method capable of enhancing secretion productivity for one bacterial cell, for efficiently secreting and producing a useful substance by microorganisms.
SOLUTION: There is provided a production method of a useful substance for secreting and producing a useful substance into a culture broth by microorganisms included in the culture broth, in which, when a ratio OD/ODS between turbidity OD in 600 nm of the culture broth in culture time, and turbidity ODS in 600 nm of the culture broth in a culture stationary phase, is in a range of 0.009-0.90, a surfactant (A) is added into the culture broth.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

本発明は、有用物質の生産方法に関する。 The present invention relates to a method for producing useful substances.

微生物は、アミノ酸及びタンパク質等の有用物質を製造するために広く利用されている。有用物質生産に用いる微生物として、グラム陰性菌(例えば大腸菌)、グラム陽性菌及び酵母が広く利用されている。 Microorganisms are widely used to produce useful substances such as amino acids and proteins. Gram-negative bacteria (eg, Escherichia coli), Gram-positive bacteria, and yeast are widely used as microorganisms for producing useful substances.

遺伝子工学技術の進展に伴って医薬上・産業上有用なタンパク質の遺伝子を大腸菌に導入して有用タンパク質を効率的に製造する技術が知られている。 Techniques for efficiently producing useful proteins by introducing genes of pharmaceutically and industrially useful proteins into Escherichia coli have been known with the progress of genetic engineering techniques.

大腸菌を用いてタンパク質を発現した場合、目的の有用タンパク質は微生物内で生産される。生産された目的タンパク質を大腸菌の体外へ抽出するためには、超音波、高圧ホモジナイザー、フレンチプレス等の物理的破砕法が必要となり、これらの物理的破砕法はタンパク質を取り出す際、大腸菌の細胞内に存在する目的タンパク質以外の物質も大量に混入するため、純度が低下するという問題がある。 When the protein is expressed using E. coli, the desired useful protein is produced within the microorganism. Physical disruption methods such as ultrasonic waves, high-pressure homogenizers, and French presses are required to extract the produced target protein from the E. coli. Since a large amount of substances other than the target protein present in the protein are also mixed in, there is a problem that the purity is lowered.

一方で、有用物質の生産にグラム陽性菌や酵母を用いると、生産した有用物質は菌体外へ分泌され、目的の有用物質以外の物質の混入が少ない(例えば非特許文献1及び2)。しかし、グラム陽性菌や酵母は、大腸菌と比較してタンパク質の生産能力が低いという課題がある。 On the other hand, when Gram-positive bacteria or yeast are used to produce useful substances, the produced useful substances are secreted outside the cells and are less contaminated with substances other than the intended useful substances (for example, Non-Patent Documents 1 and 2). However, Gram-positive bacteria and yeast have a problem that their protein-producing ability is lower than that of E. coli.

これらの問題を解決するタンパク質の生産方法として、界面活性剤を用いて有用物質を分泌させる生産方法が知られている(例えば特許文献1)。分泌生産を行う際、高い生産性を持続でき、生産時間を長くすることが生産性の向上につながる。 As a protein production method that solves these problems, a production method that uses a surfactant to secrete a useful substance is known (for example, Patent Document 1). When secretory production is performed, high productivity can be maintained, and lengthening the production time leads to an improvement in productivity.

しかし、特許文献1の方法では菌体1個あたりの分泌生産性が低いために、菌体外に分泌されて得られるタンパク質等の有用物質の生産量が少なく、高い生産性の向上が困難という課題がある。 However, in the method of Patent Document 1, since the secretory productivity per cell is low, the production of useful substances such as proteins obtained by extracellular secretion is small, and it is difficult to improve high productivity. I have a problem.

国際公開第2010/137624号公報International Publication No. 2010/137624

バイオインダストリー協会、発酵ハンドブック、共立出版、2001年7月Bioindustry Association, Fermentation Handbook, Kyoritsu Shuppan, July 2001 新生物化学工学(第2版)、三共出版、2013年3月、p17-21New Biochemical Engineering (2nd Edition), Sankyo Shuppan, March 2013, p17-21

本発明は、菌体1個あたりの分泌生産性を高めることで、微生物により有用物質を効率よく分泌生産することができる生産方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a production method capable of efficiently secreting and producing useful substances by microorganisms by increasing the secretion productivity per cell.

本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。 The present inventors arrived at the present invention as a result of conducting studies to achieve the above object.

すなわち、本発明は、培養液中に含まれる微生物により有用物質を培養液中に分泌生産する有用物質の生産方法であり、培養時の培養液の600nmにおける濁度ODと、培養定常期における培養液の600nmにおける濁度ODSとの比OD/ODSが0.009~0.90の範囲にあるときに培養液中に界面活性剤(A)を添加する有用物質の生産方法である。 That is, the present invention is a method for producing a useful substance in which a microorganism contained in the culture solution secretes and produces a useful substance in the culture solution, and the turbidity OD at 600 nm of the culture solution during culture and the culture in the stationary phase This is a method for producing a useful substance in which the surfactant (A) is added to the culture solution when the ratio OD/ODS to the turbidity ODS at 600 nm of the solution is in the range of 0.009 to 0.90.

本発明の有用物質の生産方法は、菌体1個あたりの分泌生産性を高めることで、微生物により有用物質を効率よく分泌生産することができるという効果を奏する。 The method for producing a useful substance of the present invention has the effect of enabling efficient secretion and production of a useful substance by a microorganism by increasing the secretion productivity per cell.

本発明の有用物質の生産方法において、界面活性剤(A)を添加する時期とそのOD、培養定常期とそのODSを説明する増殖曲線を表す図面である。1 is a drawing showing a growth curve for explaining the timing of addition of a surfactant (A) and its OD, the stationary phase of culture and its ODS in the method for producing a useful substance of the present invention.

本発明の有用物質の生産方法は、培養液中に含まれる微生物により有用物質を培養液中に分泌生産する有用物質の生産方法であって、培養時の培養液の600nmにおける濁度ODと、培養定常期における培養液の600nmにおける濁度ODSとの比OD/ODSが0.009~0.90の範囲にあるときに培養液中に界面活性剤(A)を添加することを特徴とする。 The method for producing a useful substance of the present invention is a method for producing a useful substance by secretion production of a useful substance into a culture solution by microorganisms contained in the culture solution, wherein the turbidity OD at 600 nm of the culture solution during cultivation, A surfactant (A) is added to the culture medium when the ratio OD/ODS to the turbidity ODS at 600 nm of the culture medium in the stationary phase of the culture is in the range of 0.009 to 0.90. .

培養液の濁度ODは下記の測定方法と計算式によって算出する。
<培養液の濁度ODの測定方法>
サンプリングした微生物を含む培養液を用いて、濁度計[例えば(株)島津製作所社製、UV-1700]を用いて、光路長1cmの石英セルを用いて濁度の測定を行う。
The turbidity OD of the culture solution is calculated by the following measuring method and formula.
<Method for measuring turbidity OD of culture solution>
Using a culture solution containing the sampled microorganisms, turbidity is measured using a turbidity meter [eg UV-1700 manufactured by Shimadzu Corporation] using a quartz cell with an optical path length of 1 cm.

培養液を、4℃で1500rpm、5分間遠心分離し、上清を破棄する。沈澱部分を破棄した上清の液量と同量の生理食塩水を加えて攪拌して再懸させ、適切な吸光度(0.1~0.8)になるように生理食塩水で希釈して600nmの吸光度を測定する。 The culture is centrifuged at 1500 rpm for 5 minutes at 4° C. and the supernatant is discarded. Add the same volume of physiological saline as the volume of the supernatant discarded from the precipitate, stir to resuspend, and dilute with physiological saline to obtain an appropriate absorbance (0.1 to 0.8). Absorbance at 600 nm is measured.

培養液の濁度ODは下記の計算式で算出される。
培養液の濁度(OD)=(希釈した培養液の600nmの吸光度)×培養液の希釈倍率
本発明ではこの培養液の濁度ODが相対的に培養液中の微生物の個数を表していると考えている。
The turbidity OD of the culture solution is calculated by the following formula.
Turbidity (OD) of the culture solution = (absorbance at 600 nm of the diluted culture solution) x dilution ratio of the culture solution In the present invention, the turbidity OD of the culture solution relatively represents the number of microorganisms in the culture solution. I believe.

培養液中に界面活性剤(A)を添加するときの培養時の培養液の600nmにおける濁度ODと、培養定常期における培養液の600nmにおける濁度ODSとの比OD/ODSは、菌体1個当たりの有用物質の分泌生産性の観点から0.009~0.90であり、好ましくは0.009~0.80である。すなわち、OD/ODSが0.009~0.90の範囲にあるときに界面活性剤(A)を添加することにより、菌体を死滅させることなく有用物質を連続的に分泌生産することができる。 The ratio OD/ODS of the turbidity OD at 600 nm of the culture solution during culture when the surfactant (A) is added to the culture solution and the turbidity ODS at 600 nm of the culture solution during the stationary phase of the culture is It is 0.009 to 0.90, preferably 0.009 to 0.80 from the viewpoint of the secretion productivity of useful substances per one. That is, by adding the surfactant (A) when the OD/ODS is in the range of 0.009 to 0.90, it is possible to continuously secrete and produce useful substances without killing the cells. .

本発明における培養定常期とは、界面活性剤を添加しない培養において、図1に示したように、栄養素の消耗,あるいは,有毒代謝物の蓄積によって対数増殖期が終わり、培養液中の微生物が増殖する一方で,一部は死滅するため,培養液の濁度に増減が起こらない時期である。 The stationary phase of culture in the present invention means that, in culture without addition of a surfactant, as shown in FIG. This is the period when the turbidity of the culture solution does not increase or decrease because some of them die while they proliferate.

本発明における培養定常期ODSは本検討の前にあらかじめ本検討と同じ組成及び使用量の培地、菌体を使用し、かつ同じ培養条件により培養する試験培養を一度実施することで求めることができる。試験培養では、培養開始から培養時の培養液の600nmにおける濁度ODを継時的に測定して増殖曲線を描くことで、培養定常期における培養液の600nmにおける濁度ODSを求めることができる。 The cultured stationary phase ODS in the present invention can be determined by carrying out a test culture once before the main examination, using the same composition and amount of medium and bacterial cells as in the main examination and culturing under the same culture conditions. . In the test culture, by measuring the turbidity OD of the culture solution at 600 nm successively from the start of culture and drawing a growth curve, the turbidity ODS of the culture solution at 600 nm in the stationary phase of the culture can be obtained. .

この図1で示した培養定常期の濁度ODSと濁度ODにおいてOD/ODSが0.009~0.90の範囲にあるときに界面活性剤(A)を添加する。この時期としては、微生物が分裂を開始して対数的に増殖を始める時期である対数増殖期に界面活性剤(A)を添加することが好ましい。一方、培養誘導期(微生物が培地環境に順応して増殖を開始するまでの準備時期であり、微生物はほとんど増殖していない期間)に添加すると微生物の増殖が阻害され、有用物質の分泌生産性が低下してしまう。
本発明の有用物質の生産方法で使用される界面活性剤(A)は、ノニオン界面活性剤(A1)、アニオン界面活性剤(A2)、両性界面活性剤(A3)及びカチオン界面活性剤(A4)からなる群より選ばれる少なくとも1種の界面活性剤であるが、(A1)の場合はそのHLBが0.1~16のものが好ましい。
Surfactant (A) is added when OD/ODS is in the range of 0.009 to 0.90 in turbidity ODS and turbidity OD in the stationary phase of culture shown in FIG. As for this period, it is preferable to add the surfactant (A) in the logarithmic growth phase, which is the period when microorganisms start dividing and grow logarithmically. On the other hand, if it is added during the culture induction period (the preparation period for microorganisms to adapt to the medium environment and start growing, and the microorganisms are hardly growing), the growth of microorganisms is inhibited, and the secretion productivity of useful substances is reduced. decreases.
Surfactants (A) used in the method for producing useful substances of the present invention include nonionic surfactants (A1), anionic surfactants (A2), amphoteric surfactants (A3) and cationic surfactants (A4). At least one surfactant selected from the group consisting of (A1) preferably has an HLB of 0.1 to 16.

ノニオン界面活性剤(A1)としては、アルコールアルキレンオキサイド(以下、アルキレンオキサイドをAOと略記することがある。)付加物(A1a)、アルキルフェノールAO付加物(A1b)、脂肪酸AO付加物(A1c)、多価アルコール型ノニオン界面活性剤(A1d)等が挙げられる。 Examples of nonionic surfactants (A1) include alcohol alkylene oxide (hereinafter, alkylene oxide may be abbreviated as AO) adduct (A1a), alkylphenol AO adduct (A1b), fatty acid AO adduct (A1c), Polyhydric alcohol type nonionic surfactants (A1d) and the like are included.

ノニオン界面活性剤(A1)の親水性及び疎水性を示す尺度としてHLBが知られている。HLBの値が高いほど親水性が高いことを意味する。本発明におけるHLBとは下記の数式で計算される数値である(藤本武彦著、界面活性剤入門、212頁、三洋化成工業株式会社発行)。
HLB=10×(無機性/有機性)
ノニオン界面活性剤(A1)のHLBは、分泌効率の観点から、0.1~16が好ましく、さらに好ましくは1~16である。
HLB is known as a measure of the hydrophilicity and hydrophobicity of the nonionic surfactant (A1). A higher HLB value means a higher hydrophilicity. The HLB in the present invention is a numerical value calculated by the following formula (Written by Takehiko Fujimoto, Introduction to Surfactants, page 212, published by Sanyo Chemical Industries, Ltd.).
HLB = 10 x (inorganic/organic)
The HLB of the nonionic surfactant (A1) is preferably 0.1-16, more preferably 1-16, from the viewpoint of secretion efficiency.

ノニオン界面活性剤(A1)の数平均分子量は有用物質の分泌効率の観点から100~20,000が好ましく、さらに好ましくは200~20,000である。 The number average molecular weight of the nonionic surfactant (A1) is preferably from 100 to 20,000, more preferably from 200 to 20,000, from the viewpoint of secretion efficiency of useful substances.

アルコールAO付加物(A1a)としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル及びポリアルキレングリコールが挙げられる。
(A1a)として具体的には、炭素数8~24の高級アルコール(デシルアルコール、ドデシルアルコール、ヤシ油アルキルアルコール、オクタデシルアルコール及びオレイルアルコール等)のエチレンオキサイド(以下、エチレンオキサイドをEOと略記することがある。)0~20モル及び/又はプロピレンオキサイド(以下、プロピレンオキサイドをPOと略記することがある。)1~20モル付加物(ブロック付加物及び/又はランダム付加物を含む。以下同様)[例えば、デシルアルコールのEO8モル/PO7モルブロック付加物]が含まれる。
(A1a)としてさらに具体的には、ラウリルアルコールEO7モル付加物(HLB=12.4)、オレイルアルコールEO5モル付加物(HLB=9.0)、オレイルアルコールEO6モル付加物(HLB=10.2)、オレイルアルコールEO7モル付加物(HLB=11.0)及びオレイルアルコールEO10モル付加物(HLB=12.4)、1,2-ドデカンジオールモノオキシエチレン付加物等が挙げられる。
Alcohol AO adducts (A1a) include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkyl ethers and polyalkylene glycols.
Specifically, as (A1a), ethylene oxide of a higher alcohol having 8 to 24 carbon atoms (decyl alcohol, dodecyl alcohol, coconut oil alkyl alcohol, octadecyl alcohol, oleyl alcohol, etc.) (hereinafter, ethylene oxide is abbreviated as EO) ) 0 to 20 mol and/or propylene oxide (hereinafter, propylene oxide may be abbreviated as PO) 1 to 20 mol adduct (including block adduct and/or random adduct; hereinafter the same) [eg 8 mol EO/7 mol PO block adduct of decyl alcohol].
More specifically as (A1a), lauryl alcohol EO 7 mol adduct (HLB = 12.4), oleyl alcohol EO 5 mol adduct (HLB = 9.0), oleyl alcohol EO 6 mol adduct (HLB = 10.2) ), 7 mol oleyl alcohol EO adduct (HLB=11.0), 10 mol oleyl alcohol EO adduct (HLB=12.4), 1,2-dodecanediol monooxyethylene adduct, and the like.

アルキルフェノールAO付加物(A1b)としては、炭素数6~24のアルキル基を有するアルキルフェノールAO付加物が挙げられる。 Alkylphenol AO adducts (A1b) include alkylphenol AO adducts having an alkyl group having 6 to 24 carbon atoms.

(A1b)として具体的には、オクチルフェノールのEO1~20モル及び/又はPO1~20モル付加物、並びにノニルフェノールのEO1~20モル及び/又はPO1~20モル付加物等が挙げられる。 Specific examples of (A1b) include adducts of 1 to 20 mol of EO and/or 1 to 20 mol of PO of octylphenol and adducts of 1 to 20 mol of EO and/or 1 to 20 mol of PO of nonylphenol.

また、TRITONTMX-114(HLB=12.4)、igepalTMCA-520(HLB=10.0)及びigepalTMCA-630(HLB=13.0)等が市場から容易に入手できる。
脂肪酸AO付加物(A1c)としては、炭素数8~24の脂肪酸(デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸及びヤシ油脂肪酸等)のEO1~20モル及び/又はPO1~20モル付加物が挙げられる。
(A1c)として具体的には、オレイン酸EO9モル付加物(HLB=11.8)、ジオレイン酸EO12モル付加物(HLB=10.4)、ジオレイン酸EO20モル付加物(HLB=12.9)及びステアリン酸EO9モル付加物(HLB=11.9)等が挙げられる。
多価アルコール型ノニオン界面活性剤(A1d)としては、炭素数3~36の2~8価の多価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビット及びソルビタン等)のEO及び/又はPO付加物;前記多価アルコールの脂肪酸エステル及びそのEO付加物、並びに、ショ糖の脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド(ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド等)及びこれらのAO付加物が挙げられる。
(A1d)として具体的には、ソルビタンテトラオレイン酸エステルEO付加物(HLB=11.4)及びソルビタンヘキサオレイン酸エステルEO付加物(HLB=10.2)等が挙げられる。
TRITONTMX-114 (HLB=12.4), igepalTMCA-520 (HLB=10.0) and igepalTMCA-630 (HLB=13.0) are readily available on the market.
As the fatty acid AO adduct (A1c), 1 to 20 mol of EO and/or PO1 of a fatty acid having 8 to 24 carbon atoms (decanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, coconut oil fatty acid, etc.) ~20 molar adducts are included.
Specific examples of (A1c) include 9 mol EO oleic adduct (HLB=11.8), 12 mol EO dioleate (HLB=10.4), and 20 mol EO dioleate (HLB=12.9). and stearic acid EO9 mol adduct (HLB=11.9).
Polyhydric alcohol-type nonionic surfactants (A1d) include EO and/or PO additions of dihydric to octahydric polyhydric alcohols having 3 to 36 carbon atoms (glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, sorbitan, etc.) products; fatty acid esters of the above polyhydric alcohols and their EO adducts, sucrose fatty acid esters, fatty acid alkanolamides (coconut oil fatty acid diethanolamide, etc.) and their AO adducts.
Specific examples of (A1d) include sorbitan tetraoleate EO adducts (HLB=11.4) and sorbitan hexaoleate EO adducts (HLB=10.2).

これらのノニオン界面活性剤(A1)のうち、好ましいのはアルコールAO付加物(A1a)及び多価アルコール型ノニオン界面活性剤(A1d)である。さらに好ましいのは(A1a)のデシルアルコールEO付加物、ポリプロレングリコールEOブロック付加物(A1d)のヤシ油脂肪酸ジエタノールアミドである。
アニオン界面活性剤(A2)としては、エーテルカルボン酸(A2a)及びその塩、硫酸エステル(A2b)又はその塩、エーテル硫酸エステル(A2c)及びその塩、スルホン酸塩(A2d)、スルホコハク酸塩(A2e)、リン酸エステル(A2f)及びその塩、エーテルリン酸エステル(A2g)及びその塩、脂肪酸塩(A2h)、アシル化アミノ酸塩並びに天然由来のカルボン酸及びその塩(ケノデオキシコール酸、コール酸及びデオキシコール酸等)等が挙げられる。
Among these nonionic surfactants (A1), alcohol AO adducts (A1a) and polyhydric alcohol type nonionic surfactants (A1d) are preferred. More preferred are the decyl alcohol EO adduct of (A1a) and coconut oil fatty acid diethanolamide of polypropylene glycol EO block adduct (A1d).
Examples of anionic surfactants (A2) include ether carboxylic acids (A2a) and salts thereof, sulfate esters (A2b) or salts thereof, ether sulfate esters (A2c) and salts thereof, sulfonates (A2d), sulfosuccinates ( A2e), phosphate esters (A2f) and salts thereof, ether phosphate esters (A2g) and salts thereof, fatty acid salts (A2h), acylated amino acid salts and naturally occurring carboxylic acids and salts thereof (chenodeoxycholic acid, cholic acid and deoxycholic acid, etc.).

エーテルカルボン酸(A2a)又はその塩としては炭化水素基(炭素数8~24)を有するエーテルカルボン酸及びその塩が挙げられる。 Ethercarboxylic acids (A2a) or salts thereof include ethercarboxylic acids having a hydrocarbon group (8 to 24 carbon atoms) and salts thereof.

(A2a)又はその塩として具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレンオクチルエーテル酢酸ナトリウム塩及びラウリルグリコール酢酸ナトリウム塩等が挙げられる。 Specific examples of (A2a) or salts thereof include polyoxyethylene lauryl ether acetic acid, polyoxyethylene lauryl ether acetic acid sodium salt, polyoxyethylene tridecyl ether acetic acid sodium salt, polyoxyethylene octyl ether acetic acid sodium salt, and lauryl glycol acetic acid. sodium salts and the like.

硫酸エステル(A2b)及びその塩としては、炭化水素基(炭素数8~24)を有する硫酸エステル及びその塩が挙げられる。 Sulfuric acid esters (A2b) and salts thereof include sulfuric acid esters having a hydrocarbon group (8 to 24 carbon atoms) and salts thereof.

(A2b)及びその塩として具体的には、ラウリル硫酸ナトリウム塩及びラウリル硫酸トリエタノールアミン塩等が挙げられる。 Specific examples of (A2b) and salts thereof include sodium lauryl sulfate and triethanolamine lauryl sulfate.

エーテル硫酸エステル(A2c)及びその塩としては、炭化水素基(炭素数8~24)を有するエーテル硫酸エステル及びその塩が挙げられる。 Ether sulfates (A2c) and salts thereof include ether sulfates having a hydrocarbon group (8 to 24 carbon atoms) and salts thereof.

(A2c)及びその塩として具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム塩及びポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸トリエタノールアミン塩等が挙げられる。 Specific examples of (A2c) and salts thereof include sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate and triethanolamine polyoxyethylene lauryl ether sulfate.

スルホン酸塩(A2d)としては、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩及びナフタレンスルホン酸ナトリウム塩等が挙げられる。 The sulfonate (A2d) includes sodium dodecyldiphenyletherdisulfonate, sodium dodecylbenzenesulfonate and sodium naphthalenesulfonate.

スルホコハク酸塩(A2e)としては、ポリオキシエチレンラウリルスルホコハク酸二ナトリウム塩、スルホコハク酸ラウリル二ナトリウム塩及びスルホコハク酸ポリオキシエチレンラウロイルエタノールアミド二ナトリウム塩等が挙げられる。 Sulfosuccinates (A2e) include disodium polyoxyethylene lauryl sulfosuccinate, disodium lauryl sulfosuccinate and disodium polyoxyethylene lauroylethanolamide sulfosuccinate.

リン酸エステル(A2f)としては、オクチルリン酸二ナトリウム塩及びラウリルリン酸二ナトリウム塩等が挙げられる。 Examples of the phosphate (A2f) include disodium octyl phosphate and disodium lauryl phosphate.

エーテルリン酸エステル(A2g)としては、ポリオキシエチレンオクチルエーテルリン酸二ナトリウム塩及びポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸二ナトリウム塩等が挙げられる。 The ether phosphate (A2g) includes disodium polyoxyethylene octyl ether phosphate and disodium polyoxyethylene lauryl ether phosphate.

脂肪酸塩(A2h)としては、オクチル酸ナトリウム塩、ラウリル酸ナトリウム塩及びステアリン酸ナトリウム塩等が挙げられる。 Fatty acid salts (A2h) include sodium octylate, sodium laurate and sodium stearate.

これらのアニオン界面活性剤(A2)のうち、好ましいのはエーテルカルボン酸(A2a)、スルホン酸塩(A2d)である。 Among these anionic surfactants (A2), ether carboxylic acids (A2a) and sulfonates (A2d) are preferred.

さらに好ましいのは(A2a)のポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム塩、(A2d)のドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム塩である。 More preferred are polyoxyethylene lauryl ether sodium salt of (A2a) and sodium dodecyldiphenyl ether disulfonic acid of (A2d).

有用物質の分泌効率の観点から、アニオン界面活性剤(A2)のアニオン性基の水中(25℃)でのpKaは1~5が好ましく、さらに好ましくは1~4、特に好ましくは1~3.6である。 From the viewpoint of secretion efficiency of useful substances, the pKa of the anionic group of the anionic surfactant (A2) in water (25° C.) is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 4, particularly preferably 1 to 3. is 6.

pKaが1~5のアニオン性基として具体的には、カルボキシル基(-COOH)、硫酸基(-OSO3H)、スルホ基(-SO3H)、スルフィノ基(-SO2H)、スルフェノ基(-SOH)、リン酸基{-OP(=O)(-OH)2}等の酸性基及びその塩の基が挙げられる。 Specific examples of anionic groups having a pKa of 1 to 5 include carboxyl group (--COOH), sulfate group (--OSO 3 H), sulfo group (--SO 3 H), sulfino group (--SO 2 H), sulfeno Acidic groups such as a group (--SOH), a phosphate group {--OP(=O)(--OH) 2 }, and groups of salts thereof can be mentioned.

なお、アニオン界面活性剤(A2)が2個以上のアニオン性基を有する場合は、いずれか1つのpKaが上記範囲であればよく、すべてのアニオン性基のpKaが上記範囲であることがさらに好ましい。 In addition, when the anionic surfactant (A2) has two or more anionic groups, any one pKa may be within the above range, and the pKa of all anionic groups is further within the above range. preferable.

両性界面活性剤(A3)としては、カルボン酸塩型両性界面活性剤(A3a)、硫酸エステル塩型両性界面活性剤(A3b)、スルホン酸塩型両性界面活性剤(A3c)及びリン酸エステル塩型両性界面活性剤(A3d)等が含まれる。 Examples of amphoteric surfactants (A3) include carboxylate type amphoteric surfactants (A3a), sulfate type amphoteric surfactants (A3b), sulfonate type amphoteric surfactants (A3c) and phosphate ester salts. amphoteric surfactants (A3d) and the like.

カルボン酸塩型両性界面活性剤(A3a)としては、アミノ酸型両性界面活性剤(A3a1)、ベタイン型両性界面活性剤(A3a2)及びイミダゾリン型両性界面活性剤(A3a3)等が挙げられる。 Carboxylate type amphoteric surfactants (A3a) include amino acid type amphoteric surfactants (A3a1), betaine type amphoteric surfactants (A3a2) and imidazoline type amphoteric surfactants (A3a3).

アミノ酸型両性界面活性剤(A3a1)としては、分子内にアミノ基とカルボキシル基を有する両性界面活性剤であり、下記一般式で示される化合物等が挙げられる。
[R-NH-(CH)n-COO]m・Mm (1)
一般式(2)中、Rは炭素数1~20の1価の炭化水素基である。nは1以上の整数である。mは1以上の整数である。Mはプロトン、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム(アミン及びアルカノールアミン等由来のカチオンを含む)及び第4級アンモニウム等の1価又は2価のカチオンである。
(A3a1)として具体的には、アルキルアミノプロピオン酸型両性界面活性剤(コカミノプロピオン酸ナトリウム、ステアリルアミノプロピオン酸ナトリウム及びラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム等);アルキルアミノ酢酸型両性界面活性剤(ラウリルアミノ酢酸ナトリウム等)及びN-ラウロイル-N’-カルボキシメチル-N’-ヒドロキシエチルエチレンジアミンナトリウム等が挙げられる。
The amino acid type amphoteric surfactant (A3a1) is an amphoteric surfactant having an amino group and a carboxyl group in the molecule, and includes compounds represented by the following general formula.
[R-NH-(CH 2 )n-COO ]m·Mm + (1)
In general formula (2), R is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. n is an integer of 1 or more. m is an integer of 1 or more. M is a monovalent or divalent cation such as protons, alkali metals, alkaline earth metals, ammonium (including cations derived from amines and alkanolamines, etc.), and quaternary ammonium.
Specific examples of (A3a1) include alkylaminopropionic acid-type amphoteric surfactants (sodium cocaminopropionate, sodium stearylaminopropionate and sodium laurylaminopropionate, etc.); alkylaminoacetic acid-type amphoteric surfactants (laurylamino sodium acetate, etc.) and N-lauroyl-N'-carboxymethyl-N'-hydroxyethylethylenediamine sodium.

ベタイン型両性界面活性剤(A3a2)は、分子内に第4級アンモニウム塩型のカチオン部分とカルボン酸型のアニオン部分を持っている両性界面活性剤である。 The betaine-type amphoteric surfactant (A3a2) is an amphoteric surfactant having a quaternary ammonium salt-type cationic moiety and a carboxylic acid-type anionic moiety in the molecule.

(A3a2)は下記一般式(2)で示される化合物が挙げられる。
R-N(CH-CH2COO (2)
一般式(2)中、Rは炭素数1~20の1価の炭化水素基である。
(A3a2) includes compounds represented by the following general formula (2).
RN + (CH 3 ) 2 -CH2COO - (2)
In general formula (2), R is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

(A3a2)として具体的には、アルキルジメチルベタイン(ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン及びラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン等)、アミドベタイン(ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン等(ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン等)及びラウリン酸アミドプロピルベタイン等)及びアルキルジヒドロキシアルキルベタイン(ラウリルジヒドロキシエチルベタイン等)、硬化ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン等が挙げられる。 Specific examples of (A3a2) include alkyldimethylbetaine (betaine stearyldimethylaminoacetate and betaine lauryldimethylaminoacetate, etc.), amidobetaine (coconut fatty acid amidopropylbetaine, etc. (coconut fatty acid amidopropyldimethylaminoacetic acid betaine, etc.), and lauramidopropyl betaine, etc.), alkyldihydroxyalkylbetaines (lauryldihydroxyethyl betaine, etc.), hardened coconut oil fatty acid amidopropyldimethylaminoacetate betaine, and the like.

イミダゾリン型両性界面活性剤(A3a3)としては、2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。 Examples of the imidazoline type amphoteric surfactant (A3a3) include 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine.

その他の両性界面活性剤としては、ナトリウムラウロイルグリシン、ナトリウムラウリルジアミノエチルグリシン、ラウリルジアミノエチルグリシン塩酸塩及びジオクチルジアミノエチルグリシン塩酸塩等のグリシン型両性界面活性剤;ペンタデシルスルホタウリン等のスルホベタイン型両性界面活性剤;コールアミドプロピルジメチルアンモニオプロパンスルホン酸(CHAPS)、コールアミドプロピルジメチルアンモニオ2-ヒドロキシプロパンスルホン酸(CHAPSO);ラウリルジメチルアミンオキサイド等のアルキルアミンオキサイド型両性界面活性剤等が含まれる。 Other amphoteric surfactants include glycine-type amphoteric surfactants such as sodium lauroylglycine, sodium lauryldiaminoethylglycine, lauryldiaminoethylglycine hydrochloride and dioctyldiaminoethylglycine hydrochloride; sulfobetaine-type surfactants such as pentadecylsulfotaurine. amphoteric surfactants; cholamidopropyldimethylammoniopropanesulfonic acid (CHAPS), cholamidopropyldimethylammonio-2-hydroxypropanesulfonic acid (CHAPSO); alkylamine oxide type amphoteric surfactants such as lauryldimethylamine oxide; included.

これらの両性界面活性剤(A3)のうち、好ましいのはカルボン酸塩型両性界面活性剤(A3a)、リン酸エステル塩型両性界面活性剤(A3d)である。 Among these amphoteric surfactants (A3), carboxylate type amphoteric surfactants (A3a) and phosphate ester salt type amphoteric surfactants (A3d) are preferred.

さらに好ましいのは(A3a)のラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、コカミノプロピオン酸ナトリウム塩である。 More preferred are (A3a) betaine lauryldimethylaminoacetate and sodium cocaminopropionate.

有用物質の分泌効率の観点から、両性界面活性剤(A3)のアニオン性基の水中(25℃)でのpKaは1~5が好ましく、さらに好ましくは1~4、特に好ましくは1~3.6である。また、両性界面活性剤(A3)のカチオン性基によるpKaは8~14が好ましく、さらに好ましくは9~14、特に好ましくは9.2~14である。 From the viewpoint of secretion efficiency of useful substances, the pKa of the anionic group of the amphoteric surfactant (A3) in water (25°C) is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 4, particularly preferably 1 to 3. is 6. The pKa of the cationic group of the amphoteric surfactant (A3) is preferably 8-14, more preferably 9-14, particularly preferably 9.2-14.

pKaが1~5のアニオン性基として、両性界面活性剤(A3)で例示したものと同じである。 Examples of the anionic group having a pKa of 1 to 5 are the same as those exemplified for the amphoteric surfactant (A3).

pKaが8~14のカチオン性基としては、第4級アンモニオ基、第1級~第3級アミノ基等及びその塩の基が挙げられる。 Cationic groups with a pKa of 8 to 14 include quaternary ammonio groups, primary to tertiary amino groups, and salts thereof.

なお、両性界面活性剤(A3)が2個以上のアニオン性基を有する場合は、いずれか1つのpKaが上記範囲であればよく、すべてのアニオン性基のpKaが上記範囲であることがさらに好ましく、2個以上のカチオン性基を有する場合は、いずれか1つのpKaが上記範囲であればよく、すべてのカチオン性基のpKaが上記範囲であることがさらに好ましい。 In addition, when the amphoteric surfactant (A3) has two or more anionic groups, any one pKa may be within the above range, and the pKa of all anionic groups may be within the above range. Preferably, when it has two or more cationic groups, the pKa of any one of them should be within the above range, and it is more preferable that the pKa of all cationic groups be within the above range.

カチオン界面活性剤(A4)としては、アミン塩型カチオン界面活性剤(A4a)及び第4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤(A4b)等が含まれる。 Cationic surfactants (A4) include amine salt-type cationic surfactants (A4a) and quaternary ammonium salt-type cationic surfactants (A4b).

アミン塩型カチオン界面活性剤(A4a)としては、1~3級アミンを無機酸(塩酸、硝酸、硫酸、ヨウ化水素酸など)または有機酸(酢酸、ギ酸、蓚酸、乳酸、グルコン酸、アジピン酸、アルキル燐酸など)で中和したものが挙げられる。 As the amine salt type cationic surfactant (A4a), primary to tertiary amines are mixed with inorganic acids (hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydroiodic acid, etc.) or organic acids (acetic acid, formic acid, oxalic acid, lactic acid, gluconic acid, adipine acid, alkyl phosphoric acid, etc.).

例えば、第1級アミン塩型のものとしては、脂肪族高級アミン(ラウリルアミン、ステアリルアミン、セチルアミン、硬化牛脂アミン、ロジンアミンなどの高級アミン)の無機酸塩または有機酸塩;低級アミン類の高級脂肪酸(ステアリン酸、オレイン酸など)塩などが挙げられる。 For example, primary amine salts include inorganic or organic acid salts of higher aliphatic amines (higher amines such as laurylamine, stearylamine, cetylamine, hardened beef tallow amine, and rosin amine); Examples include fatty acid (stearic acid, oleic acid, etc.) salts.

第2級アミン塩型のものとしては、例えば脂肪族アミンのエチレンオキサイド付加物などの無機酸塩または有機酸塩が挙げられる。また、第3級アミン塩型のものとしては、例えば、脂肪族アミン(トリエチルアミン、エチルジメチルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミンなど)、脂肪族アミンのエチレンオキサイド(2モル以上)付加物、脂環式アミン(N-メチルピロリジン、N-メチルピペリジン、N-メチルヘキサメチレンイミン、N-メチルモルホリン、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-7-ウンデセンなど)、含窒素ヘテロ環芳香族アミン(4-ジメチルアミノピリジン、N-メチルイミダゾール、4,4’-ジピリジルなど)の無機酸塩または有機酸塩;トリエタノールアミンモノステアレート、ステアラミドエチルジエチルメチルエタノールアミンなどの3級アミン類の無機酸塩または有機酸塩などが挙げられる。 Examples of the secondary amine salt type include inorganic acid salts or organic acid salts such as ethylene oxide adducts of aliphatic amines. Examples of tertiary amine salt types include aliphatic amines (triethylamine, ethyldimethylamine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, etc.), aliphatic amine ethylene oxide (2 mol Above) adducts, alicyclic amines (N-methylpyrrolidine, N-methylpiperidine, N-methylhexamethyleneimine, N-methylmorpholine, 1,8-diazabicyclo(5,4,0)-7-undecene, etc.) , inorganic or organic acid salts of nitrogen-containing heterocyclic aromatic amines (4-dimethylaminopyridine, N-methylimidazole, 4,4'-dipyridyl, etc.); triethanolamine monostearate, stearamidoethyldiethylmethylethanol Examples include inorganic acid salts or organic acid salts of tertiary amines such as amines.

第4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤(A4b)としては、3級アミン類と4級化剤(メチルクロライド、メチルブロマイド、エチルクロライド、ベンジルクロライド、ジメチル硫酸などのアルキル化剤;エチレンオキサイドなど)との反応で得られるものが挙げられる。 The quaternary ammonium salt-type cationic surfactant (A4b) includes tertiary amines and quaternizing agents (alkylating agents such as methyl chloride, methyl bromide, ethyl chloride, benzyl chloride and dimethyl sulfate; ethylene oxide and the like). and those obtained by the reaction with

例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジオクチルジメチルアンモニウムブロマイド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド(塩化ベンザルコニウム)、セチルピリジニウムクロライド、ポリオキシエチレントリメチルアンモニウムクロライド、ステアラミドエチルジエチルメチルアンモニウムメトサルフェートなどが挙げられる。 For example, lauryltrimethylammonium chloride, didecyldimethylammonium chloride, dioctyldimethylammonium bromide, stearyltrimethylammonium bromide, lauryldimethylbenzylammonium chloride (benzalkonium chloride), cetylpyridinium chloride, polyoxyethylenetrimethylammonium chloride, stearamidoethyldiethyl and methylammonium methosulfate.

これらのカチオン界面活性剤(A4)のうち、好ましいのは第4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤(A4b)であり、さらに好ましいのは塩化ラウリルトリメチルアンモニウムである。 Among these cationic surfactants (A4), quaternary ammonium salt type cationic surfactants (A4b) are preferred, and lauryltrimethylammonium chloride is more preferred.

有用物質の分泌効率の観点から、カチオン界面活性剤(A4)のカチオン性基によるpKaは8~14が好ましく、さらに好ましくは9~14、特に好ましくは9.2~14である。 From the viewpoint of secretion efficiency of useful substances, the cationic surfactant (A4) preferably has a pKa of 8 to 14, more preferably 9 to 14, and particularly preferably 9.2 to 14, due to the cationic group.

pKaが8~14のカチオン性基としては、第4級アンモニオ基、第1級~第3級アミノ基等及びその塩の基が挙げられる。 Cationic groups with a pKa of 8 to 14 include quaternary ammonio groups, primary to tertiary amino groups, and salts thereof.

なお、カチオン界面活性剤(A4)が2個以上のカチオン性基を有する場合は、いずれか1つのpKaが上記範囲であればよく、すべてのカチオン性基のpKaが上記範囲であることがさらに好ましい。 In addition, when the cationic surfactant (A4) has two or more cationic groups, any one pKa may be within the above range, and the pKa of all cationic groups is further within the above range. preferable.

本発明において界面活性剤(A)は、界面活性剤(A)をそのまま使用してもよいし、必要により水と混合して、水性希釈液(水溶液状又は水分散液状)として用いてもよい。 As the surfactant (A) in the present invention, the surfactant (A) may be used as it is, or if necessary, it may be mixed with water and used as an aqueous dilution (aqueous solution or water dispersion). .

水性希釈液における、界面活性剤(A)の合計濃度は、対象となる微生物、生理活性物質の種類及び抽出方法の種類によって適宜選択されるが、有用物質の分泌性及びハンドリング性の観点から、水性希釈液の重量を基準として、0.1~99重量%が好ましく、より好ましくは1~50重量%である。 The total concentration of the surfactant (A) in the aqueous dilution is appropriately selected depending on the target microorganism, the type of physiologically active substance, and the type of extraction method. 0.1 to 99% by weight, more preferably 1 to 50% by weight, based on the weight of the aqueous dilution.

本発明の有用物質の生産方法で使用される界面活性剤(A)の使用量(重量%)は、対象となる微生物、生産される有用物質の種類及び抽出方法の種類によって適宜選択されるが、培養液の重量を基準として、細胞毒性、有用物質の分泌効率及びタンパク質の変性のさせにくさの観点から、0.0001~10重量%が好ましく、さらに好ましくは0.001~8重量%であり、次にさらに好ましくは0.005~5重量%であり、特に好ましくは0.01~2.5重量%である。 The amount (% by weight) of the surfactant (A) used in the method for producing a useful substance of the present invention is appropriately selected depending on the target microorganism, the type of useful substance to be produced, and the type of extraction method. , based on the weight of the culture medium, from the viewpoint of cytotoxicity, secretion efficiency of useful substances and resistance to protein denaturation, 0.0001 to 10% by weight is preferable, more preferably 0.001 to 8% by weight. 0.005 to 5% by weight, and particularly preferably 0.01 to 2.5% by weight.

本発明の生産方法に用いる培養液としては、当技術分野で一般的に用いられる細胞培養用培地あれば特に制限なく用いることができ、炭素源、窒素源その他の必須栄養素を含む天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。 As the culture solution used in the production method of the present invention, any cell culture medium generally used in the art can be used without particular limitation, including carbon sources, nitrogen sources and other essential nutrients, natural media, synthetic Any medium may be used.

炭素源としては、グルコース、フラクトース、スクロース、デンプン等の炭水化物、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、エタノール、プロパノール等のアルコール類が挙げられる。 Carbon sources include carbohydrates such as glucose, fructose, sucrose and starch, organic acids such as acetic acid and propionic acid, and alcohols such as ethanol and propanol.

窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機酸あるいは有機酸のアンモニウム塩またはその他の含窒素化合物のほか、ペプトン、肉エキス、コーンスチープリカー等が挙げられる。 Nitrogen sources include ammonium salts of inorganic acids such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate and ammonium phosphate, ammonium salts of organic acids, and other nitrogen-containing compounds, as well as peptone, meat extract, corn steep liquor, and the like.

その他の必須栄養素としては、無機塩類が挙げられ、無機塩類としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅、炭酸カルシウム等が用いられる。 Other essential nutrients include inorganic salts, such as monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, and copper sulfate. , calcium carbonate and the like are used.

本発明における有用物質は、特に限定されないが、タンパク質(酵素、ホルモンタンパク質、抗体及びペプチド等)、オリゴ糖及び核酸等が含まれる。 Substances useful in the present invention include, but are not particularly limited to, proteins (enzymes, hormone proteins, antibodies, peptides, etc.), oligosaccharides, nucleic acids, and the like.

タンパク質としては、酵素{酸化還元酵素(コレステロールオキシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ及びペルオキシダーゼ等)、加水分解酵素(リゾチーム、プロテアーゼ、セリンプロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼ及びグルコアミラーゼ等)、異性化酵素(グルコースイソメラーゼ等)、転移酵素(アシルトランスフェラーゼ及びスルホトランスフェラーゼ等)、合成酵素(脂肪酸シンターゼ、リン酸シンターゼ及びクエン酸シンターゼ等)及び脱離酵素(ペクチンリアーゼ等)等}、ホルモンタンパク質{骨形成因子(BMP)、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターロイキン1~12、成長ホルモン、エリスロポエチン、インスリン、顆粒状コロニー刺激因子(G-CSF)、組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA)、ナトリウム利尿ペプチド、血液凝固第VIII因子、ソマトメジン、グルカゴン、成長ホルモン放出因子及びカルシトニン等}、抗体{1本鎖抗体、IgGラージサブユニット、IgGスモールサブユニット等}、抗原タンパク質{B型肝炎表面抗原等}、機能性タンパク質{プロネクチン(登録商標)、不凍ペプチド、抗菌ペプチド等}、蛍光タンパク質(GFP等)、発光タンパク質(ルシェラーゼ等)及びペプチド(特にアミノ酸組成を限定するものではなく、オリゴペプチド、ジペプチド及びトリペプチド等)等が挙げられる。 Examples of proteins include enzymes {oxidoreductases (cholesterol oxidase, glucose oxidase, ascorbic acid oxidase, peroxidase, etc.), hydrolases (lysozyme, protease, serine protease, amylase, lipase, cellulase, glucoamylase, etc.), isomerases ( glucose isomerase, etc.), transferases (acyltransferase, sulfotransferase, etc.), synthetic enzymes (fatty acid synthase, phosphate synthase, citrate synthase, etc.) and releasing enzymes (pectin lyase, etc.), hormone proteins {bone morphogenetic factors ( BMP), interferon α, interferon β, interleukin 1-12, growth hormone, erythropoietin, insulin, granular colony stimulating factor (G-CSF), tissue plasminogen activator (TPA), natriuretic peptide, blood coagulation factor VIII, somatomedin, glucagon, growth hormone-releasing factor and calcitonin, etc.}, antibodies {single-chain antibodies, IgG large subunit, IgG small subunit, etc.}, antigen proteins {hepatitis B surface antigen, etc.}, functional proteins {Pronectin (registered trademark), antifreeze peptides, antibacterial peptides, etc.}, fluorescent proteins (GFP, etc.), luminescent proteins (lucerase, etc.) and peptides (not particularly limited to amino acid compositions, oligopeptides, dipeptides, tripeptides, etc.) ) and the like.

オリゴ糖としては、スクロース、ラクトース、トレハロース、マルトース、ラフィノース、パノース、シクロデキストリン、ガラクトオリゴ糖及びフラクトオリゴ糖等が挙げられる。 Oligosaccharides include sucrose, lactose, trehalose, maltose, raffinose, panose, cyclodextrins, galactooligosaccharides and fructooligosaccharides.

核酸としては、イノシン一リン酸、アデノシン一リン酸及びグアノシン一リン酸等が挙げられる。 Nucleic acids include inosine monophosphate, adenosine monophosphate, guanosine monophosphate, and the like.

これらの有用物質のうち、有用物質の作成の容易さの観点から、タンパク質が好ましく、さらに好ましくは抗体、酵素及びホルモンタンパク質である。 Among these useful substances, proteins are preferable, and antibodies, enzymes and hormone proteins are more preferable, from the viewpoint of easiness of production of useful substances.

有用物質がタンパク質である場合、タンパク質が微生物内で発現した後、一部又は全てがペリプラズム又は細胞外へ移行する性質をタンパク質が有している事が好ましい。 When the useful substance is a protein, it is preferable that the protein has a property that part or all of the protein is translocated to the periplasm or outside the cell after being expressed in the microorganism.

さらに好ましくはペリプラズムへの移行に必要なシグナル配列をORF中にコードしているタンパク質である。 More preferably, it is a protein encoding a signal sequence required for translocation into the periplasm in the ORF.

ペリプラズムとは、微生物の細胞質膜より外側で微生物の最表面までの空間の事である。 The periplasm is the space outside the cytoplasmic membrane of microorganisms to the outermost surface of microorganisms.

ペリプラズムへの移行に必要なシグナル配列としては、Sec分泌シグナル配列やTAT分泌シグナル、α-シグナル配列等が挙げられる。 Signal sequences necessary for translocation to the periplasm include Sec secretory signal sequences, TAT secretory signals, α-signal sequences and the like.

本発明における微生物は、以下に例を挙げるがこれに限定するものではない。 Microorganisms in the present invention are exemplified below, but are not limited thereto.

微生物としては細菌や最外層に多糖を含む細胞壁を有する真核生物が挙げられる。最外層とは、細胞膜より外層に位置する層で細胞の最表面で外的環境を直接接触している層である。多糖とは、単糖がグリコシド結合により多量体をとった化合物であり、リポ多糖は含まない。 Examples of microorganisms include bacteria and eukaryotes having a cell wall containing polysaccharides in the outermost layer. The outermost layer is a layer located outside the cell membrane and is in direct contact with the external environment on the outermost surface of the cell. Polysaccharides are compounds in which monosaccharides form multimers through glycosidic bonds, and do not include lipopolysaccharides.

細菌は、真正細菌及び古細菌が含まれる。真正細菌は、グラム陰性菌及びグラム陽性菌が含まれる。最外層に多糖を含む細胞壁を有する真核生物は、真菌類及び藻類等が含まれる。グラム陰性菌としては、Escherichia、Thermus、Rhizobium、Pseudomonas、Shewanella、Vibrio、Salmonella、Acetobacter、Synechocystis等が挙げられる。グラム陽性菌としては、Bacillus、Streptmyces、Corynebacterium、Brevibacillus、Bifidobacterium、Lactococcus、Enterococcus、Pediococcus及びLeuconostoc等が挙げられる。真菌類としては、担子菌門(Basidiomycota)、子嚢菌門(Ascomycota)、ツボカビ門(Chytridiomycota)、ネオカリマスティクス門(Neocallimastigomycota)、コウマクノウキン門(Blastocladiomycota)、微胞子虫門(Microsporidia)、グロムス門(Glomeromycota)、ケカビ亜門(Mucoromycotina)、ハエカビ亜門(Entomophthoromycotina)、トリモチカビ亜門(Zoopagomycotina)及びキックセラ亜門(Kickxellomycotina)等が挙げられる。子嚢菌門(Ascomycota)としては、Ambrosiozyma、Arxula、Babjevia、Blastobotrys、Candida、Citeromyces、Clavispora、Debaryomyces、Dekkera、Dipodascus、Galactomyces、Geotrichum、Hanseniaspora、Hansenula、Kazachstania、Kloeckera、Kluyveromyces、Lipomyces、Lodderomyces、Metschnikowia、Myxozyma、Nadsonia、Ogataea、minuta、Pachysolen、Pichia、Saccharomyces、Saccharomycopsis、Saitoella、Saprochaete、Saturnispora、Schizoblastosporion、Schizosaccharomyces、Sporopachydermia、Starmerella、Stephanoascus、Symbiotaphrina、Sympodiomyces、Tetrapisispora、Torulaspora、Trigonopsis、Wickerhamia、Wickerhamiella、Williopsis、Yarrowia、Zygoascus、Zygosaccharomyces、Zygozyma、Bannoa、Bensingtonia、Bullera、Bulleromyces、Cryptococcus、Curvibasidium、Cystofilobasidium、Dioszegia、Erythrobasidium、Dioszegia、Erythrobasidium、Fellomyces、Fibulobasidium、Filobasidium、Filobasidiella、Guehomyces、Kockovaella、Kondoa、Kurtzmanomyces、Leucosporidium、Malassezia、Mastigobasidium、Mrakia、Occultifur、Pseudozyma、Rhodosporidium、Rhodotorula、Sakaguchia、Sirobasidium、Sporidiobolus、Sporobolomyces、Sterigmatomyces、Sterigmatosporidium、Sympodiomycopsis、Tausonia、Tilletiopsis、Trichosporiella、Trichosporon、Tsuchiyaea、Udeniomyces、及びXanthophyllomyces等の株が挙げられる。藻類としては、真正細菌であるシアノバクテリア(藍藻)、真核生物で単細胞生物であるもの(珪藻、黄緑藻及び渦鞭毛藻等)等が挙げられる。 Bacteria include eubacteria and archaea. Eubacteria include Gram-negative and Gram-positive bacteria. Eukaryotes having a cell wall containing polysaccharides in the outermost layer include fungi, algae, and the like. Gram-negative bacteria include Escherichia, Thermus, Rhizobium, Pseudomonas, Shewanella, Vibrio, Salmonella, Acetobacter, Synechocystis and the like. Gram-positive bacteria include Bacillus, Streptmyces, Corynebacterium, Brevibacillus, Bifidobacterium, Lactococcus, Enterococcus, Pediococcus and Leuconostoc. Fungi include the phylum Basidiomycota, Ascomycota, Chytridiomycota, Neocallimastigomycota, Blastocladiomycota, Microsporidia, Glomeromycota, Mucoromycotina, Entomophthoromycotina, Zoopagomycotina and Kickxellomycotina.子嚢菌門(Ascomycota)としては、Ambrosiozyma、Arxula、Babjevia、Blastobotrys、Candida、Citeromyces、Clavispora、Debaryomyces、Dekkera、Dipodascus、Galactomyces、Geotrichum、Hanseniaspora、Hansenula、Kazachstania、Kloeckera、Kluyveromyces、Lipomyces、Lodderomyces、Metschnikowia、Myxozyma 、Nadsonia、Ogataea、minuta、Pachysolen、Pichia、Saccharomyces、Saccharomycopsis、Saitoella、Saprochaete、Saturnispora、Schizoblastosporion、Schizosaccharomyces、Sporopachydermia、Starmerella、Stephanoascus、Symbiotaphrina、Sympodiomyces、Tetrapisispora、Torulaspora、Trigonopsis、Wickerhamia、Wickerhamiella、Williopsis、Yarrowia、Zygoascus 、Zygosaccharomyces、Zygozyma、Bannoa、Bensingtonia、Bullera、Bulleromyces、Cryptococcus、Curvibasidium、Cystofilobasidium、Dioszegia、Erythrobasidium、Dioszegia、Erythrobasidium、Fellomyces、Fibulobasidium、Filobasidium、Filobasidiella、Guehomyces、Kockovaella、Kondoa、Kurtzmanomyces、Leucosporidium、Malassezia、Mastigobasidium、Mrakia , Occultifur, Pseudozyma, Rhodosporidium, Rhodotorula, Sakaguchia, Sirobasidium, Sporidiobolus, Sporobolomyces, Sterigmatomy Strains such as S. ces, Sterigmatosporidium, Sympodiomycopsis, Tausonia, Tilletiopsis, Trichosporiella, Trichosporon, Tsuchiyaea, Udeniomyces, and Xanthophyllomyces. Examples of algae include eubacterial cyanobacteria (blue-green algae), eukaryotic unicellular organisms (diatoms, yellow green algae, dinoflagellates, etc.), and the like.

これらのうち、有用物質の生産性の観点から、本発明の微生物は、グラム陰性菌、グラム陽性菌、真子嚢菌門である酵母からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。 Among these, from the viewpoint of productivity of useful substances, the microorganism of the present invention is preferably at least one selected from the group consisting of Gram-negative bacteria, Gram-positive bacteria, and yeast belonging to the phylum Mycosidomycota.

さらに好ましくはEscherichia、Corynebacterium、Saccharomyces、Pichia、Candida、Schizosaccharomyces、Yarrowia、Hansenula、Ogataea、Kluyveromyces及びPseudozymaからなる群より選ばれる少なくとも1種である。微生物は1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 More preferably, it is at least one selected from the group consisting of Escherichia, Corynebacterium, Saccharomyces, Pichia, Candida, Schizosaccharomyces, Yarrowia, Hansenula, Ogataea, Kluyveromyces and Pseudozyma. One type of microorganism may be used, or two or more types may be used in combination.

本発明の有用物質の生産方法において、培養液中の界面活性剤による分泌効率(%)は、生産性の観点から、55~100が好ましく、さらに好ましくは60~100、次にさらに好ましくは65~100、特に好ましくは70~100である。 In the method for producing a useful substance of the present invention, the secretion efficiency (%) of the surfactant in the culture medium is preferably 55 to 100, more preferably 60 to 100, and even more preferably 65, from the viewpoint of productivity. ~100, particularly preferably 70-100.

分泌効率とは、界面活性剤により微生物内の有用物質が微生物外(培養液中)へ分泌されることを示している。 The secretion efficiency indicates that the surfactant secretes useful substances in the microorganism to the outside of the microorganism (into the culture medium).

なお、本発明においては、下記式(5)によって定義される。
分泌効率(%)=100×(X)/{(X)+(Y)} (5)
X(培養上清):遠心分離による菌体除去後に残る培養液中の有用物質の重量
Y(菌体表面):遠心分離により集めた菌体を洗浄し、再懸濁した菌体懸濁液中の有用物質の重量
分泌効率は、例えば微生物内で生産されたタンパク質がよりペリプラズム移行するようにすれば分泌効率は上がり、よりペリプラズム移行しないようにすれば分泌効率は下がる。また、スクリーニングによって分泌効率の高い界面活性剤を選定することにより分泌効率を上げることができる。
In the present invention, it is defined by the following formula (5).
Secretion efficiency (%) = 100 x (X)/{(X) + (Y)} (5)
X (culture supernatant): Weight of useful substances in the culture medium remaining after removal of the cells by centrifugation Y (cell surface): Cell suspension obtained by washing and resuspending the cells collected by centrifugation Weight of useful substance inside The secretion efficiency is increased by, for example, allowing the protein produced in the microorganism to migrate to the periplasm more, and decreasing the secretion efficiency to prevent it from translocating to the periplasm. In addition, the secretion efficiency can be increased by selecting a surfactant with high secretion efficiency by screening.

界面活性剤(A)と培養液との混合は、4℃~99℃で培養液に界面活性剤を添加し、撹拌羽根又はスターラー等で撹拌することで行うことができる。混合する際は、撹拌羽根等で撹拌しながら添加することで行うことができる。 The surfactant (A) and the culture solution can be mixed by adding the surfactant to the culture solution at 4° C. to 99° C. and stirring with a stirring blade, stirrer, or the like. When mixing, it can be performed by adding while stirring with a stirring blade or the like.

本発明の有用物質の生産方法において、有用物質の分泌生産をする生産方法には、下記工程(a)及び(b)を含む微生物外分泌生産方法が含まれる。下記工程において、有用物質を分泌生産する工程は工程(a)である。
工程(a):有用物質を生産する微生物(酵母等)を培養する培養液と界面活性剤を同時に存在させて有用物質を微生物外(培養液中)に分泌させる工程。
工程(b):工程(a)の後、培養液から有用物質を分離する工程。
In the method for producing a useful substance of the present invention, the production method for secretion production of a useful substance includes a microbial exocrine production method including the following steps (a) and (b). In the following steps, step (a) is the step of secreting and producing a useful substance.
Step (a): A step of coexisting a culture solution for culturing a microorganism (such as yeast) that produces a useful substance and a surfactant to secrete the useful substance outside the microorganism (into the culture solution).
Step (b): After step (a), a step of separating useful substances from the culture medium.

以下に本発明の界面活性剤(A)を使用する有用物質の生産方法の一例を示す。
(i)遺伝子組み換え
(i-1)目的タンパク質を発現している細胞からメッセンジャーRNA(mRNA)を分離し、該mRNAから単鎖のcDNAを、次に二重鎖DNAを合成し、該二本鎖DNAをファージDNA又はプラスミドに組み込む。得られた組み換えファージ又はプラスミドを微生物に形質転換しcDNAライブラリーを作成する。
(i-2)目的とするDNAを含有するファージDNA又はプラスミドをスクリーニングする方法としては、ファージDNA又はプラスミドと目的タンパク質遺伝子又は相補配列の一部をコードするDNAプローブとのハイブリダイゼーション法が挙げられる。
(i-3)スクリーニング後のファージ又はプラスミドから目的とするクローン化DNA又はその一部を切りだし、該クローン化DNA又はその一部を発現ベクター中のプロモーターの下流に連結することによって、目的遺伝子の発現ベクターを作成することができる。内膜を移行させるシグナル配列(ペリプラズムに目的物質を発現させるシグナル配列)をコードするDNAを同時に連結することもできる。
(ii)培養
(ii-1)宿主微生物を発現ベクターで形質転換して組み換え微生物を作成し、組み換え微生物を前培養する。前培養は寒天培地上で通常15~43℃で3~72時間行う。
(ii-2)有用物質の生産に用いる培養液を121℃、20分間オートクレーブ滅菌を行い、ここに寒天培地で前培養した組み換え微生物を培養する。培養は、通常15~43℃で12~72時間行う。
(iii)精製
(iii-1)培養液中に分泌されたタンパク質は、遠心分離、中空糸分離、ろ過等で微生物及び微生物残さと分離される。
(iii-2)タンパク質を含む培養液は、イオン交換カラム、ゲルろ過カラム、疎水カラム、アフィニティカラム及び限外カラム等のカラム処理を繰り返し、エタノール沈殿、硫酸アンモニウム沈殿及びポリエチレングリコール沈殿等の沈殿処理を必要に応じ適宜行うことによって分離精製される。
An example of a method for producing useful substances using the surfactant (A) of the present invention is shown below.
(i) Genetic recombination (i-1) Separating messenger RNA (mRNA) from cells expressing the target protein, synthesizing single-stranded cDNA from the mRNA, then synthesizing double-stranded DNA, Stranded DNA is incorporated into phage DNA or plasmids. The resulting recombinant phage or plasmid is transformed into a microorganism to create a cDNA library.
(i-2) Methods for screening phage DNAs or plasmids containing the DNA of interest include hybridization of phage DNAs or plasmids with DNA probes encoding part of the target protein gene or complementary sequence. .
(i-3) excision of the cloned DNA of interest or part thereof from the phage or plasmid after screening, and ligation of the cloned DNA or part thereof downstream of the promoter in the expression vector, resulting in expression vector can be created. A DNA encoding a signal sequence that translocates the inner membrane (a signal sequence that expresses the target substance in the periplasm) can also be ligated at the same time.
(ii) Culturing (ii-1) Transforming a host microorganism with an expression vector to prepare a recombinant microorganism, and pre-cultivating the recombinant microorganism. Preculture is usually carried out on an agar medium at 15 to 43° C. for 3 to 72 hours.
(ii-2) The culture medium used for the production of useful substances is autoclaved at 121° C. for 20 minutes, and the recombinant microorganism precultured on the agar medium is cultured therein. Cultivation is usually carried out at 15-43° C. for 12-72 hours.
(iii) Purification (iii-1) The protein secreted into the culture solution is separated from microorganisms and microbial residues by centrifugation, hollow fiber separation, filtration, or the like.
(iii-2) The protein-containing culture medium is subjected to repeated column treatments such as ion exchange column, gel filtration column, hydrophobic column, affinity column and ultra column, and precipitation treatment such as ethanol precipitation, ammonium sulfate precipitation and polyethylene glycol precipitation. Separation and purification can be carried out as necessary.

(iii-1)で分離された宿主微生物は、その後、新たに培養液を供給することにより、さらに培養することができる。その培養液等をさらに(iii)の工程に供し精製、培養を繰り返すことにより、有用物質の連続生産を行うことができる。 The host microorganism isolated in (iii-1) can then be further cultured by supplying a new culture medium. Continuous production of useful substances can be carried out by further subjecting the culture solution to the step (iii) and repeating purification and cultivation.

上記の(iii)の精製工程においてカラム処理をおこなう場合、カラムクロマトグラフィーに使用される充填剤としては、シリカ、デキストラン、アガロース、セルロース、アクリルアミド及びビニルポリマー等が挙げられ、市販品ではCaptoシリーズ、Sephadexシリーズ、Sephacrylシリーズ、Sepharoseシリーズ(以上、GEヘルスケア社)、Bio-Gelシリーズ(Bio-Rad社)等が挙げられる。 When column treatment is performed in the purification step (iii) above, fillers used in column chromatography include silica, dextran, agarose, cellulose, acrylamide and vinyl polymers. Examples include Sephadex series, Sephacryl series, Sepharose series (all of which are GE Healthcare), Bio-Gel series (Bio-Rad), and the like.

本発明の有用物質の生産方法を使用することにより、微生物が生産した有用物質を高効率で培養液中へ分泌させることができ、短時間で高い収量を得ることができるため、高生産量を達成することができる。また、本発明の有用物質の生産方法は、有用物質が培養液中に分泌されるため、有用物質の精製が容易である。 By using the method for producing a useful substance of the present invention, the useful substance produced by the microorganism can be secreted into the culture medium with high efficiency, and a high yield can be obtained in a short time. can be achieved. In addition, in the method for producing a useful substance of the present invention, the useful substance is easily purified because the useful substance is secreted into the culture medium.

本発明の有用物質生産方法は、界面活性剤と微生物とを同時に存在させて、有用物質を培養液中に分泌させる工程を含む。この工程において、微生物が生存している限り、微生物が有用物質を作成し培養液中に分泌することができると推測される。さらに、微生物が有用物質を作製する能力を有していれば、作製する有用物質の種類は問わず本発明の生産方法が使用できると推測される。 The method for producing a useful substance of the present invention includes a step of making a surfactant and a microorganism exist at the same time to secrete a useful substance into a culture medium. In this process, it is presumed that as long as the microorganisms are alive, they can produce useful substances and secrete them into the culture medium. Furthermore, it is presumed that the production method of the present invention can be used regardless of the type of useful substance to be produced, as long as the microorganism has the ability to produce the useful substance.

本発明の有用物質生産方法は、微生物内で作成した有用物質が微生物のペリプラズムに移行している場合に特に有効である。有用物質がペリプラズムに移行していることによって、有用物質が培養液中に分泌されやすくなる。 The useful substance production method of the present invention is particularly effective when useful substances produced in microorganisms migrate to the periplasm of the microorganism. Transfer of useful substances to the periplasm facilitates their secretion into the culture medium.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、%は重量%、部は重量部を示す。
製造例1 <界面活性剤(A1-1)の製造>
ステンレス製加圧反応装置にサンニックスPP-2000[三洋化成(株)製;ポリオキシプロピレングリコール(数平均分子量:2000)]450部と水酸化ナトリウム0.05部を仕込み、窒素置換後に110~130℃でエチレンオキサイド50部を4時間かけて圧入した後、同温度でさらに10時間反応させ、界面活性剤(A1-1)を得た。(A1-1)のHLB=1.8、Mn=2,200であった。
製造例2 <界面活性剤(A1-2)の製造>
製造例1において、サンニックスPP-2000 450部に代えてサンニックスPP-3000[三洋化成(株)製;ポリオキシプロピレングリコール(数平均分子量:3200)]を101部使用し、エチレンオキサイドの圧入量を50部から399部に変更した以外は同様の操作を行い、界面活性剤(A1-2)を得た。(A1-2)のHLB=15.9、Mn=16,000であった。
EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these. Hereinafter, unless otherwise specified, % means % by weight, and part means part by weight.
Production Example 1 <Production of Surfactant (A1-1)>
450 parts of Sannics PP-2000 [manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.; polyoxypropylene glycol (number average molecular weight: 2000)] and 0.05 part of sodium hydroxide are charged into a stainless steel pressurized reaction apparatus, and after nitrogen substitution, the temperature is 110 to After 50 parts of ethylene oxide was injected at 130° C. over 4 hours, reaction was continued at the same temperature for 10 hours to obtain a surfactant (A1-1). (A1-1) had HLB=1.8 and Mn=2,200.
Production Example 2 <Production of surfactant (A1-2)>
In Production Example 1, instead of 450 parts of Sannics PP-2000, 101 parts of Sannics PP-3000 [manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.; polyoxypropylene glycol (number average molecular weight: 3200)] was used, and ethylene oxide was press-fitted. A surfactant (A1-2) was obtained in the same manner except that the amount was changed from 50 parts to 399 parts. HLB of (A1-2) was 15.9 and Mn was 16,000.

実施例及び比較例で使用した界面活性剤(A1-1)及び(A1-2)の数平均分子量Mnは下記の方法により測定した。 The number average molecular weights Mn of surfactants (A1-1) and (A1-2) used in Examples and Comparative Examples were measured by the following method.

数平均分子量は、テトラヒドロフラン(以下、THFと略記)への可溶分に対し、GPC(Gel Permeation Chromatography)を用いて以下の条件で測定した。 The number average molecular weight was measured under the following conditions using GPC (Gel Permeation Chromatography) on the soluble matter in tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF).

測定装置:東ソー株式会社製の「HLC-8120」
カラム:東ソー株式会社製の「TSKgelGMHXL」(2本)と東ソー(株)製の「T SKgelMultiporeHXL-M」(1本)
試料溶液:0.25質量%のTHF溶液
カラムへの試料溶液の注入量:100μL
流速:1mL/分
測定温度:40℃
検出装置:屈折率検出器
基準物質:東ソー株式会社製の標準ポリスチレン(TSK standard POLYSTYRENE)12点(数平均分子量:500、1050、2800、5970、9100、18100、37900、96400、190000、355000、1090000、2890000)。
実施例1~18及び比較例1~3 <大腸菌を用いたセルラーゼの分泌生産性と分泌効率の評価>
pET-22bプラスミド(Novagen社)をNcoI制限酵素サイトとBamHI制限酵素サイトで切断し、人工合成(Thermo社で委託合成)した両端にNcoIとBamHI切断部位を持つBacillus licheni formisのbglC遺伝子を組み込んだ。
Measuring device: "HLC-8120" manufactured by Tosoh Corporation
Column: "TSKgelGMHXL" (2 pieces) manufactured by Tosoh Corporation and "TSKgelMultiporeHXL-M" (1 piece) manufactured by Tosoh Corporation
Sample solution: 0.25 wt% THF solution Injection volume of sample solution into column: 100 μL
Flow rate: 1 mL/min Measurement temperature: 40°C
Detection device: Refractive index detector Reference material: 12 standard polystyrene (TSK standard POLYSTYRENE) manufactured by Tosoh Corporation (number average molecular weight: 500, 1050, 2800, 5970, 9100, 18100, 37900, 96400, 190000, 355000, 1090000 , 2890000).
Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 3 <Evaluation of cellulase secretion productivity and secretion efficiency using E. coli>
The pET-22b plasmid (Novagen) was cleaved at the NcoI restriction enzyme site and the BamHI restriction enzyme site, and artificially synthesized (commissioned synthesis by Thermo). .

その後BL21(DE3)大腸菌株(Novagen社)にこのプラスミドを形質転換しセルラーゼ発現株を作製した。発現したセルラーゼがペリプラズム画分に局在することをMETHODS IN ENZYMOLOGY 353巻 2002年 121頁の方法に基づいて解析し確認した。作製したセルラーゼ発現大腸菌を白金耳を用いてLB培地[LB Broth, Miller、Difco Laboratories製]2mLに植菌して30℃で15時間、150rpmで振とう培養を行い、前培養液を作製した。作製した前培養液を最終濁度(OD)が0.03OD/mLとなるように1mLの培地〔酵母エキス[日本製薬(株)製]24mg、ポリペプトン[日本製薬(株)製]12mg、リン酸2カリウム9.4mg、リン酸1カリウム2.2mg、硫酸アンモニウム7mg、リン酸2ナトリウム12水和物13.2mg、クエン酸ナトリウム2水和物0.4mg、グリセロール4mg、ラクトアルブミン加水分解物3mg、1mM硫酸マグネシウム、微量金属溶液[塩化カルシウム0.38μg、塩化鉄(III)10μg、硫酸亜鉛7水和物0.18μg、硫酸銅0.1μg、塩化マンガン4水和物0.13μg、塩化コバルト0.1μg、エチレンジアミン4酢酸4ナトリウム4μg]、100mg/Lアンピシリン〕に植菌し30℃で150rpmで撹拌培養を開始した。 Then, the BL21(DE3) E. coli strain (Novagen) was transformed with this plasmid to prepare a cellulase expression strain. Localization of the expressed cellulase in the periplasmic fraction was analyzed and confirmed based on the method of METHODS IN ENZYMOLOGY vol.353, p.121, 2002. The prepared cellulase-expressing E. coli was inoculated into 2 mL of LB medium [LB Broth, Miller, manufactured by Difco Laboratories] using a platinum loop, and cultured with shaking at 30° C. for 15 hours at 150 rpm to prepare a preculture solution. 1 mL of medium [yeast extract [manufactured by Nihon Pharmaceutical Co., Ltd.] 24 mg, polypeptone [manufactured by Nihon Pharmaceutical Co., Ltd.] 12 mg, phosphorus dipotassium acid 9.4 mg, monopotassium phosphate 2.2 mg, ammonium sulfate 7 mg, disodium phosphate dodecahydrate 13.2 mg, sodium citrate dihydrate 0.4 mg, glycerol 4 mg, lactalbumin hydrolyzate 3 mg , 1 mM magnesium sulfate, trace metal solution [0.38 µg calcium chloride, 10 µg iron(III) chloride, 0.18 µg zinc sulfate heptahydrate, 0.1 µg copper sulfate, 0.13 µg manganese chloride tetrahydrate, cobalt chloride 0.1 μg, tetrasodium ethylenediaminetetraacetate 4 μg], 100 mg/L ampicillin], and stirring culture was started at 30° C. and 150 rpm.

培養開始から2時間後に、Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranosideを終濃度1mMとなるように添加し、撹拌培養を続けた。 After 2 hours from the initiation of the culture, Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside was added to a final concentration of 1 mM, and stirring culture was continued.

表1に記載の培養時間となった時点で表1に記載する界面活性剤(A)(比較例1では純水)を培養液の重量[培地、前培養液、Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside並びに添加する界面活性剤(A)の合計重量]を基準として、表1に記載する重量%となるように添加し、撹拌培養を続けた。 When the culture time described in Table 1 was reached, the surfactant (A) described in Table 1 (pure water in Comparative Example 1) was added to the weight of the culture solution [medium, pre-culture solution, Isopropyl β-D-1- Based on the total weight of thiogalactopyranoside and the surfactant (A) to be added], the contents were added so as to achieve the weight % described in Table 1, and the agitation culture was continued.

培養開始から30時間後に培養液をサンプリングし、遠心分離機によって、培養液から菌体と培養上清を分離し、培養上清と菌体を回収した。菌体1個あたりの分泌生産性及び分泌効率(%)を評価し、結果を表1に記載した。 After 30 hours from the start of the culture, the culture solution was sampled, the cells and the culture supernatant were separated from the culture solution using a centrifuge, and the culture supernatant and the cells were recovered. The secretion productivity and secretion efficiency (%) per cell were evaluated, and the results are shown in Table 1.

なお、界面活性剤(A)を添加する培養時間はあらかじめ本比較例3と同様にして試験培養を実施することで培養定常期ODSを求めることで決定した。 The culture time for adding the surfactant (A) was determined in advance by performing test culture in the same manner as in Comparative Example 3 to determine the culture stationary phase ODS.

Figure 2022140734000002

なお、表1~3中、界面活性剤(A1-3)~(A4-1)は下記を使用した。
(A1-3):ソルビタンヤシ油脂肪酸エステル、HLB=8.5、Mn=346
(A2-1):ポリオキシエチレン(EO2.5モル)ラウリルエーテル硫酸ナトリウム、pKa=1.99
(A2-2):ポリオキシエチレン(EO3モル)ラウリルエーテル酢酸ナトリウム、pKa=3.55
(A3-1):2-(ドデシルアミノ)エタンスルホン酸ナトリウム、pKa=1.99と10.77
(A3-2):ドデシル-β-アミノプロピオン酸ナトリウム、pKa=3.55と10.77
(A3-3):ミルテホシン、pKa=2.15と14.0
(A3-4):ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、pKa=3.55と14.0
(A4-1):塩化ラウリルトリメチルアンモニウム、pKa=14.0
なお、大腸菌体1個あたりのセルラーゼの分泌生産性と分泌効率の測定方法と計算方法は以下の方法で行う。
<培養液の濁度の測定方法>
サンプリングで回収した微生物を含む培養液を用いて、濁度計[(株)島津製作所社製、UV-1700]を用いて、光路長1cmの石英セルを用いて濁度の測定を行った。
Figure 2022140734000002

In Tables 1 to 3, the following surfactants (A1-3) to (A4-1) were used.
(A1-3): sorbitan coconut oil fatty acid ester, HLB = 8.5, Mn = 346
(A2-1): polyoxyethylene (EO 2.5 mol) sodium lauryl ether sulfate, pKa = 1.99
(A2-2): Polyoxyethylene (3 mol of EO) sodium lauryl ether acetate, pKa = 3.55
(A3-1): sodium 2-(dodecylamino)ethanesulfonate, pKa = 1.99 and 10.77
(A3-2): sodium dodecyl-β-aminopropionate, pKa = 3.55 and 10.77
(A3-3): Miltefosine, pKa = 2.15 and 14.0
(A3-4): betaine lauryldimethylaminoacetate, pKa = 3.55 and 14.0
(A4-1): Lauryltrimethylammonium chloride, pKa = 14.0
The cellulase secretion productivity and secretion efficiency per E. coli organism are measured and calculated by the following methods.
<Method for measuring turbidity of culture solution>
Turbidity was measured using a turbidity meter [UV-1700, manufactured by Shimadzu Corporation] using a quartz cell with an optical path length of 1 cm using a culture solution containing microorganisms collected by sampling.

培養液は、1500rpm、5分、4℃で遠心し、上清を破棄した。沈澱をサンプル液量と同量の生理食塩水で再懸濁し、適切な吸光度(0.1~0.8)になるように生理食塩水で希釈して600nmの吸光度を測定した。培養液の濁度は下記数式(1)によって算出した。
培養液の濁度(OD)=(希釈した培養液の600nmの吸光度)×培養液の希釈倍率 (1)
<菌体1個あたりの分泌生産性の評価:分泌生産したセルラーゼの活性測定>
セルラーゼ活性としてエンド-1,4-β-グルカナーゼ活性を測定した。
The culture was centrifuged at 1500 rpm for 5 minutes at 4° C. and the supernatant was discarded. The precipitate was resuspended in the same volume of saline as the sample solution, diluted with saline to an appropriate absorbance (0.1-0.8), and measured for absorbance at 600 nm. The turbidity of the culture solution was calculated by the following formula (1).
Turbidity (OD) of culture solution = (absorbance at 600 nm of diluted culture solution) × dilution ratio of culture solution (1)
<Evaluation of secretory productivity per cell: activity measurement of secreted and produced cellulase>
Endo-1,4-β-glucanase activity was measured as cellulase activity.

pH7.5の100mMリン酸バッファー水溶液に、17.5g/Lになるようにカルボキシメチルセルロース(和光純薬工業(株)製)を溶解し、基質溶液を調整した。 Carboxymethyl cellulose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in a 100 mM phosphate buffer aqueous solution of pH 7.5 to a concentration of 17.5 g/L to prepare a substrate solution.

実施例1~18及び比較例1~3で得た各培養液を遠心分離(13000G×15min)して得た培養上清5μLと、基質溶液3mLとを混合し、この混合液を、粘度計(TVE-22L粘度計、2rpm)の40℃に温調したカップに移す。 5 μL of the culture supernatant obtained by centrifuging each culture solution obtained in Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 3 (13000 G × 15 min) and 3 mL of the substrate solution are mixed, and the mixture is measured by a viscometer. Transfer to a (TVE-22L viscometer, 2 rpm) thermostated cup at 40°C.

混合直後に粘度を読み取り、更に1、2、3、4、5及び6分後に粘度を読み取り、時間(分)をX軸、粘度(mPa・s)をY軸とするX-Y座標図プロットし、最小二乗法で直線を引いた時の傾きの絶対値をセルラーゼ活性(エンド-1,4-β-グルカナーゼ活性)と定義した。
〔分泌生産したセルラーゼの活性〕=〔直線の傾き〕×希釈倍率
〔菌体1個あたりの分泌生産性〕=〔分泌生産したセルラーゼの活性〕/〔培養定常期の濁度〕
なお、表1中の「菌体1個あたりの分泌生産性(相対値)」は、比較例1(界面活性剤を用いないブランク)の上記の「菌体1個あたりの分泌生産性」を1.00とした場合の相対比で表した。
<菌体表面に残ったセルラーゼの活性測定>
実施例1~18及び比較例1~3で得た菌体に、除去した上清と同量の0.2M Tris-HCl緩衝液(pH 7.4)200μLを加え、遠心することで菌体を洗浄した。洗浄した菌体に、洗浄した上清と同量の0.2M Tris-HCl緩衝液(pH 7.4)200μLで再懸濁し、菌体表面のセルラーゼ活性測定用サンプルとした。
Read the viscosity immediately after mixing, read the viscosity after 1, 2, 3, 4, 5 and 6 minutes, and plot the XY coordinate diagram with time (minutes) on the X axis and viscosity (mPa s) on the Y axis. The cellulase activity (endo-1,4-β-glucanase activity) was defined as the absolute value of the slope when a straight line was drawn by the method of least squares.
[Activity of secreted-produced cellulase]=[slope of straight line]×dilution ratio [secretion productivity per cell]=[activity of secreted-produced cellulase]/[turbidity in stationary phase of culture]
The "secretion productivity per cell (relative value)" in Table 1 is the same as the above "secretion productivity per cell" of Comparative Example 1 (blank without surfactant). It is expressed as a relative ratio with 1.00.
<Measurement of activity of cellulase remaining on the surface of bacterial cells>
To the cells obtained in Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 3, 200 μL of 0.2M Tris-HCl buffer (pH 7.4), the same amount as the supernatant removed, was added and centrifuged to remove the cells. was washed. The washed cells were resuspended in 200 μL of 0.2 M Tris-HCl buffer (pH 7.4), which was the same amount as the washed supernatant, to prepare a sample for cellulase activity measurement on the cell surface.

この菌体表面のセルラーゼ活性測定用サンプル5μLに上記のカルボキシメチルセルロース基質溶液3mLを添加した混合液を試料として、「分泌生産したセルラーゼの活性測定」と同様の条件で粘度を測定し、下記式に当てはめて得られた値を菌体表面に残った有用物質のセルラーゼの活性とした。
〔菌体表面に残ったセルラーゼの活性〕=〔直線の傾き〕×希釈倍率
<セルラーゼの分泌効率の評価>
実施例1~18及び比較例1~3で得た各培養上清と菌体を用いて、各実施例における分泌効率を下記式により算出した。
分泌効率(%)=100×「分泌生産したセルラーゼの活性」/「セルラーゼ活性合計」
なお、セルラーゼ活性合計は、「分泌生産したセルラーゼの活性」+「菌体表面に残ったセルラーゼの活性」を意味する。
Using a mixture obtained by adding 3 mL of the above carboxymethylcellulose substrate solution to 5 μL of the cellulase activity measurement sample on the surface of the fungus, the viscosity was measured under the same conditions as in "Measurement of activity of secreted and produced cellulase". The value obtained by fitting was taken as the activity of cellulase, which is a useful substance remaining on the surface of the cells.
[Activity of cellulase remaining on bacterial cell surface]=[slope of straight line]×dilution ratio <evaluation of cellulase secretion efficiency>
Using the culture supernatants and cells obtained in Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 3, the secretion efficiency in each Example was calculated by the following formula.
Secretion efficiency (%) = 100 x "activity of secreted cellulase"/"total cellulase activity"
The total cellulase activity means "activity of secreted and produced cellulase" + "activity of cellulase remaining on the surface of the fungus".

なお、表1中の「分泌効率(%)」は、比較例1(界面活性剤を用いないブランク)の上記の「分泌生産したセルラーゼの活性」及び「菌体表面に残ったセルラーゼの活性」を1.00とした場合の相対比で表した。
実施例19~39及び比較例4~6<ルシフェラーゼ発現酵母を用いたルシフェラーゼの分泌生産性と分泌効率の評価>
ルシフェラーゼ発現酵母(Pichia pastoris)は、(独立行政法人製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター)より分譲していただいたPichia pastorisを用いて形質転換を行った。
The "secretion efficiency (%)" in Table 1 corresponds to the above "secretion-produced cellulase activity" and "cellulase activity remaining on the cell surface" of Comparative Example 1 (blank without surfactant). is expressed as a relative ratio when the is 1.00.
Examples 19 to 39 and Comparative Examples 4 to 6 <Evaluation of luciferase secretion productivity and secretion efficiency using luciferase-expressing yeast>
The luciferase-expressing yeast (Pichia pastoris) was transformed using Pichia pastoris provided by (National Institute of Technology and Evaluation, Biotechnology Center).

pPICZαベクター(Thermo社製)をXhoIとXbaIで切断し、人工合成(Thermo社で委託合成)した両端にXhoIとXbaI切断部位を持つルシフェラーゼ遺伝子を組み込んだ。 A pPICZα vector (manufactured by Thermo) was cleaved with XhoI and XbaI, and a luciferase gene having XhoI and XbaI cleavage sites at both ends was artificially synthesized (commissioned by Thermo).

ルシフェラーゼ遺伝子を組み込んだpPICZαベクターの酵母への形質転換は、pPICZα2ベクター取り扱い説明書に記載の方法で行った。ルシフェラーゼ発現酵母をBMGY培養液に白金耳を用いて植菌して30℃で15時間、200rpmで振とう培養して前培養液を作製した。作製した前培養液を最終ODが0.05OD/mLとなるように、125mLBMGY培養液(Difco社製Yeastextract 1wt%、Difco社製Bactopeptone 2wt%、Difco社製Yeastnitrogen base w/o amino acid 1.34wt%、グルコース2wt%、100mMリン酸水素カリウム、pH6.0)に植菌し、30℃、1100rpmで撹拌培養を開始した。 Transformation of the pPICZα vector containing the luciferase gene into yeast was performed by the method described in the instruction manual for the pPICZα2 vector. The luciferase-expressing yeast was inoculated into the BMGY culture solution using a platinum loop and cultured at 30° C. for 15 hours with shaking at 200 rpm to prepare a preculture solution. 125 mL BMGY culture solution (Difco Yeastextract 1 wt%, Difco Bactopeptone 2 wt%, Difco Yeastnitrogen base w/o amino acid 1.34 wt) so that the final OD is 0.05 OD / mL. %, glucose 2 wt %, 100 mM potassium hydrogen phosphate, pH 6.0), and stirred culture was started at 30° C. and 1100 rpm.

表2に記載の培養時間となった時点で培養液を遠心(1500×g、10分)し、125mLのBMMY培養液に再懸濁し、表2に記載の界面活性剤(A)又は純水を表2に記載の重量%となるように添加し、撹拌培養を続けた。 At the culture time shown in Table 2, the culture medium was centrifuged (1500 x g, 10 minutes), resuspended in 125 mL of BMMY culture medium, and the surfactant (A) or pure water shown in Table 2 was added. was added so as to obtain the weight % shown in Table 2, and the agitation culture was continued.

培養開始から30時間後に培養液をサンプリングし、遠心分離機によって、培養液から菌体と培養上清を分離し、培養上清と菌体を回収した。 After 30 hours from the start of the culture, the culture solution was sampled, the cells and the culture supernatant were separated from the culture solution using a centrifuge, and the culture supernatant and the cells were collected.

菌体1個あたりの分泌生産性(相対比)及び分泌効率(%)を評価し、結果を表2に記載した。 The secretion productivity (relative ratio) and secretion efficiency (%) per cell were evaluated, and the results are shown in Table 2.

なお、界面活性剤(A)を添加する培養時間はあらかじめ本比較例4と同様にして試験培養を実施することで培養定常期ODSを求めることで決定した。 The culture time for which the surfactant (A) was added was determined in advance by performing test culture in the same manner as in Comparative Example 4 to determine the culture stationary phase ODS.

Figure 2022140734000003

<菌体1個あたりの分泌生産性の評価:分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性測定>
実施例19~39及び比較例4~6で得た各培養上清を0.2M Tris-HCl緩衝液(pH 7.4)で10~1000倍希釈したもの20μLに、下記のルシフェリン溶液60μL添加した混合液を試料として、ルミノメーターを用いて以下の条件で測定した発光強度を、下記式に当てはめて得られた値を分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性とした。
ルミノメーター:プロメガ株式会社製の「Glomax Navigator」
ルシフェリン溶液:ニュー・イングランド・バイオラボ・ジャパン株式会社製品測定温度:25℃
検出装置:発光検出器
検出波長:350~700nm
〔分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性〕=〔発光強度〕×希釈倍率
〔菌体1個あたりの分泌生産性〕=〔分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性〕/〔培養定常期の濁度〕
なお、表2中の「菌体1個あたりの分泌生産性(相対値)」は、比較例4(界面活性剤を用いないブランク)の上記の「菌体1個あたりの分泌生産性」を1.00とした場合の相対比で表した。
<菌体表面に残った有用物質のルシフェラーゼ活性測定>
実施例19~39及び比較例4~6で得た菌体に、除去した上清と同量の0.2M Tris-HCl緩衝液(pH 7.4)200μLを加え、遠心することで菌体を洗浄した。洗浄した菌体に、洗浄した上清と同量の0.2M Tris-HCl緩衝液(pH 7.4)200μLで再懸濁し、0.2M Tris-HCl緩衝液(pH 7.4)で10~1000倍希釈したものを菌体表面のルシフェラーゼ活性測定用サンプルとした。
Figure 2022140734000003

<Evaluation of secretion productivity per cell: luciferase activity measurement of secreted and produced useful substances>
60 μL of the following luciferin solution was added to 20 μL of each culture supernatant obtained in Examples 19 to 39 and Comparative Examples 4 to 6 diluted 10 to 1000 times with 0.2 M Tris-HCl buffer (pH 7.4). Using the resulting mixture as a sample, the luminescence intensity was measured using a luminometer under the following conditions, and the value obtained by applying the following formula was defined as the luciferase activity of the secreted and produced useful substance.
Luminometer: "Glomax Navigator" manufactured by Promega Corporation
Luciferin solution: New England Biolab Japan Co., Ltd. Product measurement temperature: 25°C
Detection device: luminescence detector Detection wavelength: 350-700 nm
[Luciferase activity of secreted and produced useful substance]=[luminescence intensity]×dilution ratio [secretory productivity per cell]=[luciferase activity of secreted and produced useful substance]/[turbidity in stationary phase of culture]
The "secretion productivity per cell (relative value)" in Table 2 is the same as the above "secretion productivity per cell" of Comparative Example 4 (blank without surfactant). It is expressed as a relative ratio with 1.00.
<Measurement of luciferase activity of useful substances remaining on the surface of bacterial cells>
To the cells obtained in Examples 19-39 and Comparative Examples 4-6, 200 μL of 0.2M Tris-HCl buffer (pH 7.4), which is the same amount as the removed supernatant, is added and centrifuged to remove the cells. was washed. The washed cells were resuspended in 200 μL of the same amount of 0.2 M Tris-HCl buffer (pH 7.4) as the washed supernatant, and then resuspended in 0.2 M Tris-HCl buffer (pH 7.4) for 10 minutes. A sample diluted to 1000-fold was used as a sample for luciferase activity measurement on the cell surface.

この菌体表面のルシフェラーゼ活性測定用サンプル20μLに上記のルシフェリン溶液60μL添加した混合液を試料として、「分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性測定」と同様の条件で発光強度を測定し、測定した発光強度を、下記式に当てはめて得られた値を菌体表面に残った有用物質のルシフェラーゼ活性とした。
〔菌体表面に残った有用物質のルシフェラーゼ活性〕=〔発光強度〕×希釈倍率
<分泌効率の評価>
実施例19~39及び比較例4~6で得た各培養上清と菌体を用いて、各実施例における分泌効率を下記式により算出した。
Using a mixture obtained by adding 60 μL of the above luciferin solution to 20 μL of this luciferase activity measurement sample on the surface of the fungus as a sample, the luminescence intensity was measured under the same conditions as in “luciferase activity measurement of secreted and produced useful substances”, and the measured luminescence The value obtained by applying the intensity to the following formula was taken as the luciferase activity of the useful substance remaining on the cell surface.
[Luciferase activity of useful substance remaining on bacterial cell surface]=[luminescence intensity]×dilution ratio <evaluation of secretion efficiency>
Using the culture supernatants and cells obtained in Examples 19-39 and Comparative Examples 4-6, the secretion efficiency in each Example was calculated by the following formula.

分泌効率(%)=100×「分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性」/「ルシフェラーゼ活性合計」
なお、ルシフェラーゼ活性合計は、「分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性」+「菌体表面に残った有用物質のルシフェラーゼ活性」を意味する。
Secretion efficiency (%) = 100 x "luciferase activity of secreted and produced useful substance"/"total luciferase activity"
The total luciferase activity means "luciferase activity of the secreted and produced useful substance" + "luciferase activity of the useful substance remaining on the cell surface".

なお、表2中の「分泌効率(%)」は、比較例4(界面活性剤を用いないブランク)の上記の「分泌生産した有用物質のルシフェラーゼ活性」及び「菌体表面に残った有用物質のルシフェラーゼ活性」を1.00とした場合の相対比で表した。
実施例40~60及び比較例7~9<酸性ホスファターゼ発現酵母を用いた酸性ホスファターゼの分泌生産性と分泌効率の評価>
酸性ホスファターゼ発現酵母(Candida boidinii 公知文献(Regulation and evaluation of five methanol-inducible promoters in the methylotrophic yeast Candida boidinii, H. Yurimoto et al., Biochimica et Biophysica Acta, 1493, 2000, 56-63)に記載の方法で作製した。)をBMGY培養液に白金耳を用いて植菌して30℃で15時間、200rpmで振とう培養して前培養液を作製した。作製した前培養液を最終ODが0.05OD/mLとなるように、125mLのBMGY培養液に植菌し、30℃、1100rpmで撹拌培養を開始した。
The "secretion efficiency (%)" in Table 2 corresponds to the above "luciferase activity of secreted and produced useful substances" and "useful substances remaining on the surface of the cells" of Comparative Example 4 (blank without surfactant). It was expressed as a relative ratio when the "luciferase activity of" was set to 1.00.
Examples 40 to 60 and Comparative Examples 7 to 9 <Evaluation of acid phosphatase secretion productivity and secretion efficiency using acid phosphatase-expressing yeast>
酸性ホスファターゼ発現酵母(Candida boidinii 公知文献(Regulation and evaluation of five methanol-inducible promoters in the methylotrophic yeast Candida boidinii, H. Yurimoto et al., Biochimica et Biophysica Acta, 1493, 2000, 56-63)に記載の方法) was inoculated into the BMGY culture solution using a platinum loop and cultured with shaking at 200 rpm at 30° C. for 15 hours to prepare a preculture solution. The prepared preculture solution was inoculated into 125 mL of BMGY culture solution so that the final OD was 0.05 OD/mL, and stirring culture was started at 30° C. and 1100 rpm.

表3に記載の培養時間となった時点で培養液を遠心(1500×g、10分)し、125mLのBMMY培養液に再懸濁し、表3に記載の界面活性剤(A)又は純水を表4に記載の重量%となるように添加し、撹拌培養を続けた。 At the culture time shown in Table 3, the culture solution was centrifuged (1500 x g, 10 minutes), resuspended in 125 mL of BMMY culture solution, and the surfactant (A) or pure water shown in Table 3 was added. was added so as to obtain the weight % shown in Table 4, and the agitation culture was continued.

培養開始から30時間後に培養液をサンプリングし、遠心分離機によって、培養液から菌体と培養上清を分離し、培養上清と菌体を回収した。菌体に50mM 酢酸NaBf(pH4.0)を加え、遠心することで菌体を洗浄した。洗浄した菌体に、50mM 酢酸NaBf(pH4.0)で再懸濁し、菌体表面の酸性ホスファターゼ活性測定サンプルとした。 After 30 hours from the start of the culture, the culture solution was sampled, the cells and the culture supernatant were separated from the culture solution using a centrifuge, and the culture supernatant and the cells were collected. 50 mM NaBf acetate (pH 4.0) was added to the cells, and the cells were washed by centrifugation. The washed cells were resuspended in 50 mM NaBf acetate (pH 4.0) to obtain a sample for measuring acid phosphatase activity on the cell surface.

菌体1個あたりの分泌生産性(相対比)及び分泌効率(%)を評価し、結果を表3に記載した。 The secretion productivity (relative ratio) and secretion efficiency (%) per cell were evaluated, and the results are shown in Table 3.

なお、界面活性剤(A)を添加する培養時間はあらかじめ本比較例7と同様にして試験培養を実施することで培養定常期ODSを求めることで決定した。 The culture time for which the surfactant (A) was added was determined in advance by performing test culture in the same manner as in Comparative Example 7 to determine the culture stationary phase ODS.

Figure 2022140734000004

<菌体1個あたりの分泌生産性の評価:酸性ホスファターゼ活性測定>
実施例40~60及び比較例7~9で得た各培養上清に1/40量の2M 酢酸ナトリウム緩衝液(pH4.0)5μLを添加した。緩衝液を添加した培養上清又は実施例40~60及び比較例7~9で得た各菌体表面測定サンプルに基質溶液(p-nitrophenylphosphate 0.64mg/mL含有 50mM酢酸ナトリウム緩衝液pH4.0)を容量比=1:1で混合し、35℃で10分間反応した。
Figure 2022140734000004

<Evaluation of secretion productivity per cell: measurement of acid phosphatase activity>
To each culture supernatant obtained in Examples 40-60 and Comparative Examples 7-9, 5 μL of 1/40 volume of 2M sodium acetate buffer (pH 4.0) was added. A substrate solution (p-nitrophenylphosphate containing 0.64 mg/mL, 50 mM sodium acetate buffer pH 4.0 ) were mixed at a volume ratio of 1:1 and reacted at 35° C. for 10 minutes.

反応後、反応液と等量の10%トリクロロ酢酸溶液を添加し反応停止をした。反応停止をした溶液に、炭酸ナトリウム飽和溶液を反応液全体と等量加え、発色させた。発色させた液は、1500×g、5分で不溶画分を除去し、(Biotek社製マイクロプレートリーダーPowerWave)を用いて420nmの吸光度を測定した。参照波長には630nmを測定した。 After the reaction, a 10% trichloroacetic acid solution equivalent to the reaction solution was added to terminate the reaction. Saturated sodium carbonate solution was added to the quenched solution in an amount equal to the total reaction solution to develop color. Insoluble fractions were removed from the colored solution at 1500×g for 5 minutes, and the absorbance at 420 nm was measured using a microplate reader PowerWave manufactured by Biotek. A reference wavelength of 630 nm was measured.

培養上清、菌体表面測定サンプルそれぞれについて、下記の式より算出した値を酸性ホスファターゼ活性とした。
酸性ホスファターゼ活性={(Abs420nm)-(Abs630nm)}
〔菌体1個あたりの分泌生産性〕=〔分泌生産した有用物質の酸性ホスファターゼ活性〕/〔培養定常期の濁度〕
なお、表3中の「菌体1個あたりの分泌生産性(相対値)」は、比較例7(界面活性剤を用いないブランク)の上記の「菌体1個あたりの分泌生産性」を1.00とした場合の相対比で表した。
<分泌効率の評価>
実施例40~60及び比較例7~9で得た「分泌生産した有用物質の酸性ホスファターゼ活性」及び「菌体表面に残った有用物質の酸性ホスファターゼ活性」の値を用いて、下記数式より分泌効率を算出した。結果を表4に示す。
The acid phosphatase activity of each of the culture supernatant and the cell surface measurement sample was calculated from the following formula.
Acid phosphatase activity = {(Abs420nm) - (Abs630nm)}
[Secretion productivity per cell]=[Acid phosphatase activity of secreted and produced useful substance]/[Turbidity in stationary phase of culture]
The "secretion productivity per cell (relative value)" in Table 3 is the same as the above "secretion productivity per cell" of Comparative Example 7 (blank without surfactant). It is expressed as a relative ratio with 1.00.
<Evaluation of secretion efficiency>
Using the values of "acid phosphatase activity of useful substances secreted and produced" and "acid phosphatase activity of useful substances remaining on the cell surface" obtained in Examples 40 to 60 and Comparative Examples 7 to 9, the secretion was obtained from the following formula. Efficiency was calculated. Table 4 shows the results.

分泌効率(%)=100×「分泌生産した有用物質の酸性ホスファターゼ活性」/「酸性ホスファターゼ活性合計」
なお、酸性ホスファターゼ活性合計は、「分泌生産した有用物質の酸性ホスファターゼ活性」+「菌体表面に残った有用物質の酸性ホスファターゼ活性」を意味する。
なお、表3中の「分泌効率(%)」は、比較例4(界面活性剤を用いないブランク)の上記の「分泌生産した有用物質の酸性ホスファターゼ活性」及び「菌体表面に残った有用物質の酸性ホスファターゼ活性」を1.00とした場合の相対比で表した。
Secretion efficiency (%) = 100 x "acid phosphatase activity of secreted and produced useful substances"/"total acid phosphatase activity"
The total acid phosphatase activity means "acid phosphatase activity of secreted and produced useful substances" + "acid phosphatase activity of useful substances remaining on the surface of the cells".
The "secretion efficiency (%)" in Table 3 corresponds to the above "acid phosphatase activity of secreted and produced useful substance" and "useful substance remaining on the surface of the bacteria" in Comparative Example 4 (blank without surfactant). It was expressed as a relative ratio when the "acid phosphatase activity" of the substance was set to 1.00.

実施例1~60及び比較例1~9で得た培養上清について、培養液の濁度、菌体1個あたりの分泌生産性(相対比)及び分泌効率(%)の評価を上記の通り行った。結果を表1~3に記載した。 Regarding the culture supernatants obtained in Examples 1 to 60 and Comparative Examples 1 to 9, the turbidity of the culture solution, secretion productivity (relative ratio) per cell, and secretion efficiency (%) were evaluated as described above. gone. The results are listed in Tables 1-3.

表1~3の実施例1~60は、培養時の培養液の600nmにおける濁度ODと、培養定常期における培養液の600nmにおける濁度ODSとの比OD/ODSが0.009~0.90の範囲にあるときに、界面活性剤(A)を添加することで、比較例1、4、7の菌体1個あたりの分泌生産性を1としたときの相対値が顕著に大きくなっていることがわかる。 In Examples 1 to 60 in Tables 1 to 3, the ratio OD/ODS of the turbidity OD at 600 nm of the culture solution during culture to the turbidity ODS at 600 nm of the culture solution in the stationary phase is 0.009 to 0.009. By adding the surfactant (A) when it is in the range of 90, the relative value when the secretory productivity per cell in Comparative Examples 1, 4, and 7 is set to 1 remarkably increases. It can be seen that

一方、OD/ODSが0.009未満の比較例2、5、8、及びOD/ODSが0.90を超える比較例3、6、9は、実施例に比べて菌体1個当たりの分泌生産性の相対値が低い。 On the other hand, in Comparative Examples 2, 5, and 8 with an OD/ODS of less than 0.009, and Comparative Examples 3, 6, and 9 with an OD/ODS of more than 0.90, secretion per cell compared to the Examples Low relative productivity.

したがって、本発明の生産方法は有用物質を多量に得られることがわかる。さらに、本発明の生産方法を用いた実施例においては、分泌効率が50%よりも大きく、微生物が産生した有用物質が菌体外に分泌されやすく、菌を破砕する等の処理をしなくても有用物質を大量に得られることから、生産効率も高いことがわかる。したがって、微生物を用いた有用物質の生産量に優れ、さらに生産効率も高いことがわかる。 Therefore, it can be seen that the production method of the present invention can obtain a large amount of useful substances. Furthermore, in the examples using the production method of the present invention, the secretion efficiency is greater than 50%, useful substances produced by microorganisms are easily secreted outside the cells, and treatment such as crushing of the microorganisms is not required. It can be seen that the production efficiency is also high because it is possible to obtain a large amount of useful substances. Therefore, it can be seen that the amount of useful substances produced using microorganisms is excellent, and the production efficiency is also high.

本発明の有用物質の生産方法は、タンパク質などの有用物質を微生物から生産する際に使用できる。タンパク質としては酵素、ホルモンタンパク質、抗体及びペプチド等が挙げられる。生産されるタンパク質が、酵素(プロテアーゼ、セルラーゼ、リパーゼ及びアミラーゼ等)の場合には、食品加工用、洗浄剤用、繊維処理用、製紙用途、酵素変換用途などとして好適に使用でき、特にバイオ医薬品の製造に用いる上で有用である。
The method for producing useful substances of the present invention can be used to produce useful substances such as proteins from microorganisms. Proteins include enzymes, hormone proteins, antibodies, peptides, and the like. When the protein to be produced is an enzyme (protease, cellulase, lipase, amylase, etc.), it can be suitably used for food processing, cleaning agent, fiber treatment, papermaking, enzymatic conversion, etc., especially biopharmaceuticals. It is useful for use in the production of

Claims (4)

培養液中に含まれる微生物により有用物質を培養液中に分泌生産する有用物質の生産方法であって、前記微生物が大腸菌であり、前記有用物質がセルラーゼであり、培養時の培養液の600nmにおける濁度ODと、界面活性剤を添加しないときの培養定常期における培養液の600nmにおける濁度ODSとの比OD/ODSが0.009~0.90の範囲にあるときに培養液中に、前記培養液の重量に基づき0.03~0.3重量%の界面活性剤(A)を添加する有用物質の生産方法。 A method for producing a useful substance by secreting and producing a useful substance into a culture solution by a microorganism contained in the culture solution, wherein the microorganism is Escherichia coli, the useful substance is cellulase, and In the culture solution when the ratio OD/ODS of the turbidity OD and the turbidity ODS at 600 nm of the culture solution in the stationary phase of the culture when no surfactant is added is in the range of 0.009 to 0.90, A method for producing a useful substance, comprising adding 0.03 to 0.3% by weight of the surfactant (A) based on the weight of the culture solution. 界面活性剤(A)が、HLBが0.1~16のノニオン界面活性剤(A1)、アニオン界面活性剤(A2)、両性界面活性剤(A3)及びカチオン界面活性剤(A4)からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の有用物質生産方法。 Surfactant (A) is a group consisting of nonionic surfactant (A1) with HLB of 0.1 to 16, anionic surfactant (A2), amphoteric surfactant (A3) and cationic surfactant (A4). 2. The method for producing a useful substance according to claim 1, wherein at least one selected from ノニオン界面活性剤(A1)のHLBが1~16であり、かつ数平均分子量が100~20,000である請求項2に記載の有用物質の生産方法。 3. The method for producing useful substances according to claim 2, wherein the nonionic surfactant (A1) has an HLB of 1 to 16 and a number average molecular weight of 100 to 20,000. 前記セルラーゼがペリプラズム内へ又は細胞外へ移行するセルラーゼである請求項3に記載の有用物質の生産方法。
4. The method for producing a useful substance according to claim 3, wherein the cellulase is a cellulase that migrates into the periplasm or out of the cell.
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