JP5518891B2 - 原形質融合によるエタノール耐性サッカロマイセス・セレビジエgp−01、その製造方法、サッカロマイセス・セレビジエgp−01及びゲルマニウムとしての高水溶性メタゲルマニウム酸ナトリウムを利用した高含量有機バイオゲルマニウムを含有する酵母の製造方法 - Google Patents

原形質融合によるエタノール耐性サッカロマイセス・セレビジエgp−01、その製造方法、サッカロマイセス・セレビジエgp−01及びゲルマニウムとしての高水溶性メタゲルマニウム酸ナトリウムを利用した高含量有機バイオゲルマニウムを含有する酵母の製造方法 Download PDF

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Description

本発明はエタノール耐性で高含量のゲルマニウムを含有する酵母、及びその製造方法に関するものである。より具体的には、本方法は、サッカロマイセス・セレビジエ(Saccharomyces cerevisiae)(KCTC 7904)とCandida ethanolica(KCTC 7181)の原形質融合により高濃度エタノール耐性の変異サッカロマイセス・セレビジエ、酵母GP−01を得て、これをメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)の存在下で培養し、酵母細胞内でゲルマニウムを生物転換させることにより、最後にアルコール耐性でかつ高含量の有機バイオゲルマニウムを含有する変異酵母(以下、「酵母Ge−32K」という)を得ることを含む。
自然界においてゲルマニウムは無機ゲルマニウム(GeO)と有機ゲルマニウムの形態に分類され、無機ゲルマニウムは人体を通じて長期間摂取される場合、臓器内蓄積による強い毒性が誘発される。
有機ゲルマニウムは微生物、鉱泉水、薬用植物体内に天然的に存在する。これは、菌体内で生合成したもの及び化学的に合成させたもの等がある。有機ゲルマニウムは細胞内タンパク質、ペプチド等と有機的に結合されており、免疫機能増進、癌細胞発生及び転移の抑制、多くの難病及び疾患予防に対する薬理効能が多数の論文及び科学雑誌を通じて知られている(Kor.J.Microbiol.Biotechnol.,2007.35(2):118−127;J.Kor.Soc.Food Sci.Nutr.2006.35(6):683−689;J.Kor.Soc.Appl.Biol.Chem.2005.48(3):246−251;Immune Network.2006.6(2):86−92)。それだけでなく有機ゲルマニウムは細胞内酸素供給(J.Orthomol.Medicin.,1986.1:145−148)、血液の浄化機能(Medicin.Hyphothesis.,1988.26:207−215)、NK細胞と大食細胞(macrophage)の活性化(Microbiol.Immunol.,1985.29:65−74;Kor.J.Microbiol.Biotechnol.,2007.35(2):118−127)による免疫機能増進を通じた抗腫瘍効果とインターフェロン分泌誘導(Gantokagakutyoho,9:1976−1980)、癌細胞発生及び転移の抑制(Cancer and Chemotheraphy.1985.12(12):2345−2351)、関節炎抑制効果(Autonomic & Autacoid Pharmacol.2005.25:129−134)、神経痛(Biotechnol.Appl.Biochem.,1986.8:379−386)、骨粗鬆症(Germanium;The health and life enhancer.1988)、高血圧とコレステロール低下(Pharmacol.,1990.41:286−291)、肝臓毒性軽減(J.Kor.Soc.Food.Nutr.,1994.23(4):581−586)等の疾病予防及び治療に効果があることが知られており、アメリカ、日本等の先進国では有機ゲルマニウムを癌、心臓疾患等の難病を治療するために活用する研究が活発に進行されている(Anticancer Res.,1985.5(5):479−483)。
このような有機ゲルマニウムを得る方法としては、薬用植物である山参、天然霊芝等から抽出する方法及び有機酸と二酸化ゲルマニウム(GeO)の反応による化学的に合成する方法が広く知られている。しかし薬用植物から有機ゲルマニウムを抽出する方法は費用が過多に消耗し、低いゲルマニウム収率のため商業化が容易ではなく、化学的合成方法は反応産物から無機ゲルマニウムが検出され、まだその安全性が確立されていないため食品または医薬品としての使用が制限されている(アメリカ FDA 輸入禁止規定、1988)。
一方、酵母は昔から製パン、酒精生産等に利用されてきた重要な微生物として長い間人類の食生活に利用されている。このような酵母はそれ自体も立派な栄養供給源であり、タンパク質、ビタミン、ミネラルなどが理想的に等しく含有された低脂肪高タンパク質を特徴とする次世代タンパク質供給源である単一細胞タンパク質(SCP,single cell protein)として脚光を浴びている。
また酵母は単一細胞では最高のビタミンB群の供給源であり、生体内の代謝活動に重要な役割を担当する酵素を多量に含み、健康補助食品として愛用されている。そのため最近は酵母を利用して、より優れた生理及び薬理効果が現れるようにする健康機能食品の開発に関する研究が進行しており、このためには高含量の有機バイオゲルマニウムが含有された酵母の開発が必須である。
従来は、酵母を無機ゲルマニウム(GeO)が添加された培地で培養し、有機バイオゲルマニウムを含有する酵母を製造する方法が開示されていた。しかし酵母が高濃度の無機ゲルマニウムが添加された条件では成長が阻害されるという点を考慮した場合、こうした方法では菌体の収率増大に制約が多いため、満足できるほどの有機バイオゲルマニウムを含有する酵母を生産することができない。
そのため、最近は菌体を生産する工程と無機ゲルマニウム(二酸化ゲルマニウム,GeO)を菌体内に流入させる工程とを分離した方法が試されている。しかし、この方法も菌株が成長する時に発生するエタノールにより菌体の収率が低く、菌体内に流入される無機ゲルマニウム(GeO)の含量が極めて微量である。
また上記方法に使用された二酸化ゲルマニウム(GeO)の溶解度は25℃で5.2g/Lと低く、菌株の成長に阻害因子として作用(J.Ind.Microbiol.Biotechnol.,1989.4(4):299−306)することが知られている。
従って、エタノールに抵抗性の強い菌株及び二酸化ゲルマニウム(GeO)より高い溶解性と低い毒性を持つ無機ゲルマニウム化合物を利用して高含量の有機バイオゲルマニウムが含有された酵母を多量に得る方法が要求されている。
よって、本発明の目的は菌体収率を高めるためにエタノール耐性サッカロマイセス・セレビジエGP−01及びこのような菌株を製造する方法を提供することにある。
また本発明の他の目的はエタノール耐性菌株(変異サッカロマイセス・セレビジエGP−01)とメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)を利用して高含量のバイオゲルマニウムを含有する酵母Ge−32Kの製造方法を提供することにある。
さらに本発明の他の目的はエタノール耐性菌株とメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)を利用した高含量バイオゲルマニウムを含有する酵母の製造方法によって生産された酵母Ge−32Kを提供することにある。
本発明は、高濃度のエタノール耐性有機ゲルマニウム生産能を持つへんサッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株に関し、さらにサッカロマイセス・セレビジエGP−01とメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)とを培養する工程を含む、高含量のバイオゲルマニウムを含有する酵母Ge−32Kの製造方法に関するものである。
本発明は、サッカロマイセス・セレビジエ(KCTC−7904)及びCandida ethanolica(KCTC 7181)から原形質体融合菌株を得ることにより高濃度のエタノール環境でも成長が優秀なエタノール耐性菌株を多量生産することができる。従来は菌株が成長する時に生成されるエタノールによって菌体の生育が抑制されて菌体収率が減少したが、本発明のエタノール耐性菌株はこのような問題点を克服することができる。
また本発明の菌株は原菌株に比べ収率が3倍以上増加されることから、本発明の菌株を利用して製造する高含量のバイオゲルマニウムを含む酵母を大量に生産することができる。
また本発明の菌株から得た菌体にバイオゲルマニウムを流入させる時、従来の二酸化ゲルマニウム(GeO)の代わりに同一条件で溶解度が500g/Lであるメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)を利用して、高いゲルマニウム溶解性、イオン透過力及び低い細胞成長毒性の影響により細胞内生物転換率を増加させることで、二酸化ゲルマニウム(GeO)使用時より2〜3倍さらに高い高含量のバイオゲルマニウムを含む酵母を得ることができる。
また本発明の菌体とメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液を培養させる時、界面活性剤を添加することで、界面活性剤を使用しない場合より酵母内に有機ゲルマニウムを効率的に多量含有させることができる。
pHによる酵母内のバイオゲルマニウム含量を示したグラフである。 温度による酵母内のバイオゲルマニウム含量を示したグラフである。 界面活性剤の濃度による酵母内のバイオゲルマニウム含量を示したグラフである。
本発明は高濃度の有機ゲルマニウム生産能を持つサッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株に関するものである。
上記サッカロマイセス・セレビジエGP−01変異菌株は生命工学研究所に寄託番号KCTC 11399BPで寄託された。
具体的に本発明はサッカロマイセス・セレビジエ(KCTC 7904)とエタノール利用性が高いCandida ethanolica(KCTC 7181)菌株の原形質体を融合する工程を含み、エタノール耐性サッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株を製造する。
またこうして製造されたサッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株にメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液を混合することで、細胞内生物転換反応による高含量有機バイオゲルマニウム含有酵母を製造することができる。
上記原形質体は、サッカロマイセス・セレビジエ(KCTC 7904)とCandida ethanolica(KCTC 7181)の菌体に浸透安定剤の1Mソルビトール(sorbitol)と還元剤の0.5Mメルカプトエタノール(2−mercaptoethanol)が混合した液を加えて得られる。
さらに細胞壁分解酵素が添加されたソルビトール溶液に上記菌体を懸濁して細胞壁を分解することで原形質体を製造することができる。ここで、1Mソルビトールと2−メルカプトエタノールの体積比は1:2−4が望ましく、より望ましくは1:2−3である。
また原形質体の融合は、二つの菌株の原形質体に1Mソルビトール、スクロース(sucrose)、マンニトール(mannitol)からなる群から選択されたいずれか一つ、ポリエチレングリコール(polyethylene glycol,MW 4000)、10mM塩化カルシウム(CaCl)を添加してなるものである。
ここで、1Mソルビトール、ポリエチレングリコール及び塩化カルシウム(CaCl)の体積比は1:2−4:2−5が望ましく、より望ましくは1:2−3:2−4である。
また本発明による高含量有機バイオゲルマニウム酵母の製造方法はサッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株にメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液を混合して製造することができる。
ここで、サッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株とメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)は1:0.5−2の体積比が望ましく、より望ましくは1:1が適当である。
さらに高濃度有機ゲルマニウムの細胞内転換のためには、サッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株にメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)反応混合液をpH9−10、温度30−40℃下で19−21時間培養するのが望ましい。上記培養工程は当業者が酵母を製造するのに適合する通常の方法を含む。
このような過程を通じて高含量有機バイオゲルマニウムを含有する酵母を得ることができる。
以下、本発明のエタノール耐性菌株の製造方法及びこれを利用した高含量有機バイオゲルマニウムを含む酵母の製造方法を工程別に分けて詳細に説明する。
第1工程:エタノール耐性融合菌株の製造
生命工学研究所遺伝子銀行(KCTC)から分譲を受けたサッカロマイセス・セレビジエ(KCTC 7904)とCandida ethanolica(KCTC 7181)の二つの原形質体を融合し培養して、原形質体融合菌株を得る。
このような融合菌株を得るために、まず、分譲を受けたサッカロマイセス・セレビジエ(KCTC 7904)とCandida ethanolica(KCTC 7181)を培養し、生成された培養液を遠心分離して菌体を得る。
この場合、培養液の吸光度(Optical Density,O.D.)が0.45−0.5(対数期初期)である時に培養液を遠心分離して菌体を得ることが望ましく、上記二つの菌株をそれぞれ又は混合して利用することによって菌体を得ることができる。
こうして得られた上記二つの菌体に1Mソルビトールと0.5Mメルカプトエタノールで混合された液を菌体と等しい体積比で添加して、菌体を2回洗浄し、一定時間定置させた後、分解酵素が含有された溶液を上記混合液(菌体と1Mソルビトールとメルカプトエタノールの混合液)と同一の体積で添加して、菌体を懸濁培養することで原形質体を製造する。
製造された原形質体を混合した混合体に1Mソルビトール、ポリエチレングリコール(polyethylene glycol, MW 4000)及び10mM塩化カルシウム(CaCl)を加えて上記混合体を融合させ、これを遠心分離して融合菌株を得る。
原形質体融合菌株の分離は、栄養源が添加された寒天培地で融合菌株を6−8日間培養した後、染色液で染色して原形質体融合が確認された単一菌集落を分離する。
この時、寒天培地は3−5重量%の酵母抽出物、7−9重量%のペプトン、7−9重量%のグルコース、0.1−0.6重量%の塩化カルシウム、72−75重量%のソルビトール及び5−8重量%の寒天を含有するのが望ましいが、当業界で使用される通常の方法を含む。
第2工程:エタノール耐性の菌株製造とメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液製造
第1工程によって分離した融合菌株をメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)が含まれた培地で培養してサッカロマイセス・セレビジエ GP−01(KCTC 11399BP)変異菌株を得る。
サッカロマイセス・セレビジエ GP−01(KCTC 11399BP)変異菌株を得るために、まず、メタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)をゲルマニウム原料として利用し、液体培地組成物に対してゲルマニウムの濃度が3,000−20,000 ppmである液体培地で、第1工程によって分離した融合菌株を10−13時間培養する。
液体培地組成物はエタノール6−10重量%、ペプトン0.1−0.5重量%、酵母抽出物0.1−0.4重量%、グルコース2−5重量%、麦芽抽出物0.1−0.4重量%及び水84−90重量%を含むことが望ましいが、培養に適合する組成比はこれに限定されない。
上記液体培地のエタノール濃度は8−10重量%、メタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)中のゲルマニウムの含量が3,000−10,000ppmであることが望ましい。
この時、エタノールの濃度が6重量%未満又は、10重量%超過である場合には、適正選別菌株数の確保が困難であるか、効果的なエタノール耐性菌株の分離が困難であることがあり、メタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)が3,000ppm未満である場合には、高濃度ゲルマニウム含有酵母を効率的に分離することができず、20,000ppmを超過する場合には、原料供給価に比べ生産収率を確保するのが困難である。
液体培地で培養された菌株の中、菌体成長が旺盛で培養上澄液内にゲルマニウム含量が少ない菌株を選別し、平板培地で継代して分離することによりサッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株を製造する。
こうして製造された菌株GP−01はエタノールに抵抗性が高いので、菌株の生産収率を高めることができる。
この時に使用された平板培地は3−5重量%の寒天、10−12重量%の酵母抽出物、20−23重量%のペプトン、20−23重量%のグルコースを含有する培地組成とし、培地を固める前に39−42重量%のエタノールを加えて平板培地を製造することが望ましいが、継代するのに適合する組成比はこれに限定されない。
このように製造された平板培地は菌株を接種し、常温でエタノールが蒸発しないよう2重封印して培養することで菌株を分離及び製造する。
本発明者は上記菌株をサッカロマイセス・セレビジエ変異GP−01と命名し、微生物寄託機関である韓国生命工学研究院生物支援センター(KCTC)に寄託し、2008年10月14日付けで寄託番号KCTC11399BPを受けた。
本発明を完成するために利用された無機ゲルマニウム塩のメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)の合成は、炭酸ナトリウム(NaCO)、石灰石(CaCO)、炭酸カリウム(KCO)及び炭酸水素カリウム(KHCO)からなる群から選択されたいずれか一つと、これと同一当量の二酸化ゲルマニウムを加え、かつ滅菌させることにより溶解度の高いゲルマニウム溶液であるメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)を得ることができ、生物転換工程の進行直前に製造した反応液を利用する。
本発明の第2工程では、融合菌株をメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)が含有された培地で培養させる前に2.0−2.5キログレイ(KGy,D10 value)ガンマ線(Co60)を2−4時間照射して菌株を変異させる工程をさらに含むことができる。
この時、ガンマ線が2KGy未満である場合には変異菌株が多く形成されて選別しにくいため所望の変異菌株を得にくいことがあり、ガンマ線が2.5KGy超過の場合には菌株の死滅率が高いため所望の菌株を得にくいことがある。
このようにガンマ線で照射された突然変異菌株をYMブロス(YM broth)で1時間培養し安定化させて利用することができる。
第3工程:菌体内に無機ゲルマニウムイオン流入
第2工程から得た菌株にメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液を混合して高含量の有機ゲルマニウムを含有する酵母を製造する。
高含量の有機ゲルマニウムを含有する酵母を製造するために、まず、第2工程から得た菌株培養液を遠心分離して菌体のみ回収し、ここにゲルマニウム含量が3,000−10,000ppmのメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液を混合してゲルマニウムが含有された培養液を製造する。
上記菌体とメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液の混合体積比は1:0.5−2である。
こうして製造されたゲルマニウムが含有された培養液に対して界面活性剤を0.1−0.4重量部を追加し、pH9−10、温度30−40℃の条件で19−21時間培養すれば高含量の有機ゲルマニウム酵母を製造することができる。
この時、ゲルマニウムが含有された培養液に対して界面活性剤を追加すると、細胞膜の透過性増大による細胞内ゲルマニウムの含量増大が誘導されてサッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株内に無機ゲルマニウムイオンを多量流入させることができる。
本発明に使用された界面活性剤はツイン−80が望ましいが、これに限定されない。
また菌体とメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液の混合比率が1:0.5(体積比)未満の場合と1:2(体積比)超過の場合には、高い菌体懸濁液の粘度及びゲルマニウムと酵母細胞壁との間の低い拡散速度によって酵母内のバイオゲルマニウムの含量が低くなることがある。
またpHが9未満の場合とpH10超過の場合にも酵母内のバイオゲルマニウムの含量は低くなり、温度が30℃未満又は40℃超過の場合にも酵母内のバイオゲルマニウム含量は低くなる。
また界面活性剤がゲルマニウムが含有された培養液に対して0.1重量部未満の場合は細胞壁の透過性が不良であり、0.4重量部超過の場合は酵母細胞壁の構造破壊によって膜透過性が阻害されることで酵母細胞内のバイオゲルマニウムの含量が界面活性剤を使用しない場合と類似した含量までバイオゲルマニウムの含有量が減少されることがある。
サッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株を利用して高含量バイオゲルマニウム酵母を製造した後、ゲルマニウムが含有された培養液は0.2umのメンブレインフィルターで濾過させて再使用することができる。
以下、本発明の理解を助けるため望ましい実施例を提示する。下記の実施例は本発明の例示であるだけで、本発明の範疇及び技術思想範囲内で多様な変更及び修正が可能であることは当業者にとって明白なことであり、このような変形及び修正が本発明で請求した請求範囲に属することは当然である。
製造例1.メタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液の製造
炭酸ナトリウム(NaCO,Kanto,Japan)を水にとかした後、炭酸ナトリウムと1:1当量で二酸化ゲルマニウム(GeO,PPM,ドイツ)を加え、かつ滅菌させ、メタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)を得た。こうして製造されたメタゲルマニウム酸ナトリウムの溶解度は500g/L(25℃)で、溶解度が高い。
実施例1.融合菌株の製造及びこれよりのエタノール耐性菌株の製造
分譲を受けたサッカロマイセス・セレビジエ(KCTC 7904)とCandida ethanolica(KCTC 7181)を100mlのYPD培地が加えられた三角フラスコで30℃で10時間培養し、菌体吸光度が0.5である対数期の初期に、上記培養液を3000rpmで遠心分離して菌体を得、滅菌生理食塩水で菌体を2回洗浄した。遠心分離して得た菌体に1Mソルビトールと0.5Mメルカプトエタノールが1:2の体積比で混合された混合液を菌体1ml当り1mlを加え、30℃で30分間定置させた後、遠心分離洗浄をした。その後、細胞膜分解酵素のザイモラーゼL4025(zymolase,sigma,USA)200unitが添加された1Mソルビトール溶液を上記遠心分離洗浄された液(菌体と1Mソルビトールとメルカプトエタノールとの混合液)1ml当り1mlを加え、30℃で60分間菌体を懸濁培養して各菌株の原形質体を製造した。製造された原形質体を混合した混合体に、1Mソルビトールと、ポリエチレングリコール(MW 4000)と10mM塩化カルシウム(CaCl)が1:3:2の体積比で混合された液を同一体積で加えた後、30℃で30分間融合させ、遠心分離して融合菌株を得た。
上記融合菌株の分離は融合菌株を4.1重量%の酵母抽出物、8.1重量%のペプトン、8.1重量%のグルコース、0.4重量%の塩化カルシウム、73.2重量%のソルビトール及び6.1重量%の寒天からなるSOS固体培地で一週間培養した後、カルボール・フクシン(carbol fuchin)で染色して分離する。
上記の分離された融合菌株はエタノール10重量%、ペプトン0.4重量%、酵母抽出物0.2重量%、グルコース4重量%、麦芽抽出物0.2重量%、及び水85.2重量%と、これに対してゲルマニウム濃度が10,000ppmのメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液を30重量部添加したYM液体培地で10時間培養する。上記液体培地で培養された菌株の中、菌体成長が旺盛で培養上澄液内にゲルマニウム含量が少ない菌株を選別し、4.1重量%の寒天(Difco)、11.1重量%の酵母抽出物(Genico,韓国)、22.0重量%のペプトン(Difco)、22.0重量%のグルコース(Daesang,韓国)、40.8重量%のエタノールが含有された平板培地で継代して分離することにより、サッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株を製造した。
その後、菌体の成長阻害物質であるエタノールに対する影響を調査するために、製造された菌株にエタノールを濃度別に添加して菌株の成長性を調査した。
下記表1は実施例1で製造した菌株のエタノール濃度別菌体成長性を示したもので、各エタノール濃度別に3回ずつ調査したものである。
Figure 0005518891

エタノールは、菌株が成長する時に発生するが、このようなエタノールによって菌株の成長が抑制される。しかし表1の結果をみると、エタノールが菌体の成長阻害物質であるにもかかわらず、サッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株はエタノールを使用しない場合よりもエタノールを使用した場合にむしろ成長性が良くなっている。ここで、添加されたエタノール濃度が6−10%である場合、成長性が最も良かった。
従って、サッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC11399BP)変異菌株は、高濃度のエタノール条件でも成長性が良いエタノール耐性菌株であることが分かる。
さらに、原菌株(サッカロマイセス・セレビジエ(KCTC 7904))と菌株収率を比べてみるとサッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株が原菌株より3倍以上菌株収率が増加されたことを確認した。
実施例2.無機ゲルマニウム溶液濃度による酵母内のバイオゲルマニウムの含量変化
実施例1で製造したエタノール耐性のサッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株培養液を遠心分離して菌体を回収し、回収した菌体量に対して1:1の割合(体積比)で異なる濃度のメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液を混合し、pH10、温度40℃の条件で20時間培養した。その後、酵母内のバイオゲルマニウムの含量を測定するために、培養後乾燥した酵母1gに硝酸30mlを入れて加熱分解させ、pH6に補正した後、試料1ml、フェニルフッ素(phenyl fluorine)1ml、シクロヘキサン1mlを混合して30℃で30時間放置後、525nmで吸光度を測定してバイオゲルマニウム含量を測定した。
また二酸化無機ゲルマニウム(GeO)溶液を利用して実施例2と同様の方法で製造して比較対象とした。
下記表2は比較対象である二酸化無機ゲルマニウム(GeO)溶液とメタゲルマニウム酸ナトリウム(Na2GeO3)溶液に含有されたゲルマニウムの含量によって酵母内に投入されるバイオゲルマニウム含量の比較を示したものである。
Figure 0005518891

表2をみると同量のゲルマニウムが投入されても、メタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液が二酸化ゲルマニウム(GeO)溶液に比べて酵母内にバイオゲルマニウムをさらに流入させる。また原菌株のサッカロマイセス・セレビジエ(KCTC 7904)に比べてサッカロマイセス・セレビジエGP−01(KCTC 11399BP)変異菌株が酵母内にバイオゲルマニウムをさらに流入させる。
メタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液において、投入されるゲルマニウム含量が3,000−10,000ppmである場合、菌体内に無機ゲルマニウムイオンが多く流入されるが、特に投入されるゲルマニウム含量が5,000ppmの場合、菌体内への流入されるゲルマニウムの収率が最も高い。ここで収率とは、投入ゲルマニウム含量による菌株内のゲルマニウム含量の比率である。
実施例3.菌体と無機ゲルマニウム溶液(GeO,NaGeO)の混合割合による酵母内のバイオゲルマニウム含量の比較
実施例1で製造したエタノール耐性菌株培養液を遠心分離して菌体を回収し、ここにゲルマニウムの含量が5,000ppmのメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液を割合別に混合した。この時、pHは10、温度は40℃の条件で20時間培養した。
また二酸化無機ゲルマニウム(GeO)溶液を利用して実施例3と同様の方法で製造して比較対象とした。
酵母内のゲルマニウム含量の測定は実施例2と同様の方法で行った。
下記表3は比較対象である二酸化無機ゲルマニウム(GeO)溶液とメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液と菌体の割合による酵母内のバイオゲルマニウム含量の比較を示したものである。
Figure 0005518891

表3をみると菌体と無機ゲルマニウム溶液の混合比率が1:0.5−2(体積比)の場合に酵母内のバイオゲルマニウム含量が最も高く、二酸化ゲルマニウム(GeO)を利用した場合よりメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液を反応に添加した場合、ゲルマニウム含量が2−4倍程度増大された。
実施例4.菌体内に無機ゲルマニウムイオンを最大に流入させることができる最適条件
実施例1で製造したエタノール耐性菌株培養液を遠心分離して回収した菌体と、ゲルマニウムの含量が5,000ppmのメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)溶液を1:0.5の割合(体積比)で混合してゲルマニウムが含有された培養液を製造し、pH、温度、ゲルマニウムが含有された培養液に対して界面活性剤(ツイン−80)を濃度別に20時間培養した。この時、pHは1NNaOHを使用して調節し、温度と界面活性剤は数回繰り返して実験をした。
ゲルマニウム測定時、対照群は界面活性剤を使用しないで培養したものを使用した。
また酵母内のバイオゲルマニウムの含量の測定は実施例2と同様の方法で行った。
下記表4は酵母内にゲルマニウムイオン流入時のpH、温度、界面活性剤の影響を示したものである。
Figure 0005518891

表4に示すように酵母内に無機ゲルマニウムイオンが最大に流入される条件はpH8−10、温度30−40℃、ゲルマニウムが含有された培養液に対して界面活性剤0.1−0.4重量部であり、望ましくはpH10、温度40℃、界面活性剤0.2重量部である。
ここで、pH、温度、無機ゲルマニウムの濃度による酵母内のバイオゲルマニウム含量を図、図、図のグラフで示した。

Claims (11)

  1. 生物学的純粋培養サッカロマイセス・セレビジエ GP−01。
  2. サッカロマイセス・セレビジエKCTC 7904とCandida ethanolicaKCTC 7181とを原形質融合することを含むサッカロマイセス・セレビジエ GP−01の製造方法。
  3. 前記原形質融合は前記サッカロマイセス・セレビジエ(KCTC 7904)及び前記Candida ethanolica (KCTC 7181)に、1Mソルビトール及び0.5Mメルカプトエタノールを添加することによって、前記サッカロマイセス・セレビジエ(KCTC 7904)及び前記Candida ethanolica (KCTC 7181)の原形質体を得ることを含む、請求項2に記載の製造方法。
  4. 前記原形質融合は、さらに前記原形質体を、1Mソルビトール、ポリエチレングリコール(MW 4000)、及び10mMの塩化カルシウムを含む溶液に添加することによって前記原形質体を融合することを含む、請求項に記載の製造方法。
  5. サッカロマイセス・セレビジエ GP−01をメタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeOを含む溶液に添加し、サッカロマイセス・セレビジエ GP−01を、前記メタゲルマニウム酸ナトリウム(Na GeO )を含む溶液の中で培養することを含む、有機バイオゲルマニウムを含有する酵母Ge−32Kの製造方法。
  6. 前記メタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeO)は、(i)炭酸ナトリウム(NaCO)、石灰石(CaCO、及び炭酸水素カリウム(KHCO)からなる群から選択されたいずれか一つを水に溶解し、(ii)前記(i)によって調整された溶液に同じ体積比で二酸化ゲルマニウム(GeO)を添加することよって調整される、請求項5に記載の方法。
  7. 前記サッカロマイセス・セレビジエGP−01と、メタゲルマニウム酸ナトリウム(NaGeOを含む溶液との混合体積比は1:0.5−2である、請求項5に記載の方法。
  8. 前記培養はpH9−10、温度30−40℃で19−21時間行なわれる、請求項6に記載の方法。
  9. 請求項5〜8のいずれか一項に記載の方法によって生産された、有機バイオゲルマニウムを含有する酵母。
  10. 請求項2に記載の方法によって得られるサッカロマイセス・セレビジエ GP−01。
  11. 前記原形質融合は、さらに前記原形質体を、ポリエチレングリコール(MW 4000)、塩化カルシウム、並びに、ソルビトール、スクロース及びマンニトールからなる群から選択されたいずれか一つを含む溶液に添加することによって前記原形質体を融合することを含む、請求項3に記載の製造方法。
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