JPH02170833A - 蛋白質フイルムの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、微生物由来アミラーゼを主成分として含有す
る蛋白質フィルム及びその製造方法に関する。

蛋白質フィルムは、可食性フィルム、人工皮膚、医用高
分子膜素材、包装材料、人工臓器表面コーティング剤、
液晶性ポリペプチド、バイオチップなどに応用が期待さ
れる高分子素材である。

今後、特にそのアミノ酸組成・配列と膜の機能との間に
密接な相関性が見出されると、目的とする機能を発現す
るように組成・配列を適当に変えて膜の機能を向上させ
た蛋白質フィルムおよびそれを取得する方法が進展する
と考えられる。

本発明は、そのような要請に対応する技術を提供するも
のであり、アミノ酸組成・配列の明確なほぼ単一な蛋白
質からなるフィルム及びその製造方法に関する。

〔従来の技術］ 従来、天然の蛋白を利用する蛋白質膜の製造では、大豆
タンパク、カゼイン、コラーゲン、ゼラチン、アルブミ
ンなどの動植物由来の蛋白を原料としている。これらの
原料は抽出を含む多くの操作を経て製造されるので、製
造コストが高い。

また、これらの原料は動植物由来であるため、これらを
原料として確保するのは、人手源の変動に大きく左右さ
れ製品の供給が価格的にも量的にも安定しない。その上
、得られる原料タンパクについても、雑多な成分の抽出
物より精製するため、目的とする蛋白のみを効率よく得
ることは困難である。このようなことから、従来、アミ
ノ酸組成・配列の明確な蛋白質膜の製造は不可能である
とされていた。

一方、合成法により得られる蛋白においては、１〜数種
類のアミノ酸を一度に重合させて、蛋白（ポリアミノ酸
）を得る方法と、アミノ酸またはアミノ酸オリゴマーを
逐次ペプチド結合で繋いでていく方法に大別される。

前者の方法においては、構成するアミノ酸の種類が増え
るにしたがって組成、配列のコントロールが難しくなり
、事実上反応を制？１１１　して合成できる限界はホモ
ポリマーもしくは２〜３種類のコ・ポリマーまでと考え
られる。また後者の方法においては、極めて煩雑な製造
法であると同時にアミノ酸数十ヶ程度までが限界であり
目的の蛋白質膜を作成する方法としては適さない。

〔発明が解決しようとする課題］ 上述の技術背景に鑑み、本発明の課題は、アミノ酸組成
・配列が明確な蛋白質フィルム、およびその製造方法を
提供することである。

［課題を解決するための手段〕 本発明者らは、この課題を達成すべく種々検討し、原料
・素材として微生物由来の酵素を用いることにより蛋白
質フィルムを製造することに成功し、アミノ酸組成・配
列が明確な蛋白質フィルムを得ることができた。

すなわち、本願発明は、微生物由来アミラーゼを主成分
とする蛋白質フィルム、およびこれを微生物由来アミラ
ーゼ水溶液中に、グリセロール、ポリビニルアルコール
、ポリビニルピロリドンなどの成膜効果を有する添加剤
、グルタルアデヒド、グルオキサザール、ヘキサメチレ
ンジイソシアナート、テレフタル酸クロライドなどの架
橋剤および／またはジルコニウム化合物である架橋剤を
添加し、この水溶液を平面状に保持し水分を蒸発させて
製造する方法である。

本願発明で原料として使用する微生物由来のアミラーゼ
は、由来する微生物の種類により若干差はあるものの、
そのアミノ酸組成・配列、さらにはその塩基配列までも
決定されておりまた、糖関連業界においては、年間数百
トン以上が使用されている。

本発明において使用される微生物由来のアミラーゼとし
ては、バチルス属、シュードモナス属などの細菌類、ア
スペルギルス属などの糸状菌類などいずれの由来のもの
も使用できる。

菌株は野生株、突然変異もしくは遺伝子操作などにより
アミラーゼの生産能を増強させたものなどいずれも使用
できる。

さらに詳しくは、例えば、Ｂ、ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆ
ａｃｉｅｎｓ　ＡＴＣＣ２３８４２，８，５ｕｂｔｉｌ
ｉｓ　　ＡＴＣＣ６０５１などを培養して得られる培養
液から菌体を除去し、アミラーゼの粗水溶液を得る。

得られた粗水溶液は、限外ｉＩ！過による濃縮、脱塩な
どの処理を施してもよい。

あるいは−旦、硫安沈澱、アルコール沈澱、アセトン沈
澱などで粗蛋白を単離した後、水に溶解して得られるも
のも使用できる。

使用するアミラーゼ水溶液は、アミラーゼ蛋白分が１〜
５０％、好ましくは、２〜２５％が良く、他の蛋白、無
機物、有機物などの混入する固形分はアミラーゼ蛋白分
に対して２０％以下、好ましくは５％以下が良い。

アミラーゼ水溶液は市販品の精製・濃縮により、あるい
は前記の菌株を培養した培養液を１′１１製しても得ら
れる。

フィルムの製造方法は、ガラス板、シャーレ等の上に当
該水溶液を厚さ０．５〜２，０１程度に平板状に保持し
、乾燥器内で所定温度に保ち水分を蒸発させる方法が例
示される。

乾燥温度は、通常、２０〜１００　’Ｃの範囲で目的と
するフィルムの性状により決定する。

また、水分の蒸発の程度としては、目的とするフィルム
の性状のものを最終的に得るに必要な水分によって決ま
るが、通常は３０％以下とする。

フィルムの製造に用いる添加剤としては、グリセロール
、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの
親水性のゲル化剤が例示される。

加える添加剤の濃度は０．５〜３０重景％重重ましくは
１〜２０重量％である。これらの添加剤は水分の蒸発前
に添加する。

また、水酸基またはアミノ基と反応し架橋する能力を有
する架橋剤を添加する。このような架橋剤の例としては
、グルグルアルデヒド、グリオキサザールのようなもの
である。

また、架橋剤としてアミノ酸とキレートし架橋する化合
物が使用できる。このような化合物として、ジルコニウ
ム化合物が使用され、例えば、炭酸ジルコニウムアンモ
ニウム（（Ｎｌ１４）ＺｒＯｆｌ　（Ｃ（ｈン）が例示
される。

これらの架橋剤の使用濃度は、０．５〜１０重ヱ％、好
ましくは０．５〜５重量％である。

これらの添加剤と架橋剤は、それぞれ別々に添加しても
、それぞれ組み合わせて同時に添加することも可能であ
る。

このようにして剥離性が良く強靭な蛋白質膜が得られる
。

本発明の蛋白質膜は、そのアミノ酸組成及び配列がアミ
ラーゼとほぼ同等である。

（本発明の効果〕 本発明は、アミラーゼとほぼ同一なアミノ酸組成を有す
る蛋白質膜を提供する。

［実施例］ 以下、本発明を参考例、実施例を用いて説明する。

参考例１ 市販品α−アミラーゼ水溶液（スピターゼＨＳナガセ生
化学工業製）　１０００ｍ　ｌを限外濾過膜（ミリポア
製　分画分子量１００００　）を用いて適時イオン交換
水を加えながら濃縮かつ脱塩（特に安定剤として加えで
あるＮａＣｆ）を行い１００ｍ１の酵素液を得た。１ｏ
ｅｒｙ法により全蛋白分を定量したところ１０．８％で
あった。そのアミラーゼ活性は６４６４０μ／鴎！であ
り、これは全蛋白分の９５％がα−アミラーゼに相当す
ることになる。無機物は０．１％以下であった。

本酵素液をガラス製シャーレ（Φ＝９６ｍｎ＋、）Ｉ＝
１８ｎ＋ｍ）に１０ｍｆを分注し温度を５０’Ｃに保っ
た乾燥器に入れ２昼夜乾燥を行った。水分の大部分を蒸
発させ総重量が１．２ｇとなった時点で乾燥を終了した
。

シャーレの表面上には厚さ０．５１程度に薄茶色フィル
ムが得られた。本市は自己支持性が低く剥離に際して形
状が損なわれ易かった。

実施例１〜５、比較例１ 参考例１と同様な方法で蛋白濃度１０．８％、全蛋白分
の９５％がα−アミラーゼに相当するアミラーゼ水溶液
を調製し、表１に示す添加剤、架橋剤およびジルコニウ
ム化合物を、それぞれ表１に示す濃度で添加し、参考例
１と同様な方法で成膜しフィルムを得た。得られたフィ
ルムの自己支持性および水に対する溶解性を評価した。

表１ アンモニウム 注１）１炭酸ジルコニウムアンモニウム水１ｔｒａ＜ｌ
ｏｘ品、商品名、ジルコゾールＡＣ−７、第一希元素化
学工業！！３製）を１ｗＬｉとなるように添加性２）自
己支持性の評価　◎　・・極めて良好Ｏ・・良好 ×　・・不良 水に対する溶解性　◎　・・全く溶けない○　・・一部
溶解 ×　・・溶解 特許出願人　三井東圧化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）微生物由来アミラーゼを主成分とする蛋白質フィル
   ム。 ２）微生物由来アミラーゼ、親水性ゲル化剤および／ま
   たは架橋剤を含有する水溶液を平板状に保持し水分を蒸
   発させて蛋白質フィルムを製造する方法 ３）微生物由来アミラーゼ水溶液中に含まれる全タンパ
   クのうち、アミラーゼの含有量が８０％以上である請求
   項第２項記載の方法。 ４）水溶液に予め、親水性ゲル化剤を添加して成膜させ
   る請求項第２項記載の方法。 ５）架橋剤がグルタルアデヒドまたはグルオキサザール
   である請求項第２項記載の方法。 ６）架橋剤がジルコニウム化合物である請求項第２項記
   載の方法。 ７）親水性ゲル化剤がグリセロール、ポリビニルアルコ
   ールまたはポリビニルピロリドンである請求項第４項記
   載の方法。