JPH089965A - DHO−DHase等阻害剤耐性株を用いるバクテリアセルロースの製造方法 - Google Patents

DHO−DHase等阻害剤耐性株を用いるバクテリアセルロースの製造方法

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JPH089965A
JPH089965A JP16757394A JP16757394A JPH089965A JP H089965 A JPH089965 A JP H089965A JP 16757394 A JP16757394 A JP 16757394A JP 16757394 A JP16757394 A JP 16757394A JP H089965 A JPH089965 A JP H089965A
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JP
Japan
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cellulose
dho
inhibitor
strain
resistant
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Application number
JP16757394A
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English (en)
Inventor
Atsushi Ishikawa
篤志 石川
Takayasu Tsuchida
隆康 土田
Fumihiro Yoshinaga
文弘 吉永
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Bio Polymer Research Co Ltd
Original Assignee
Bio Polymer Research Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 セルロース生産性酢酸菌に属するDHO−D
Hase等阻害剤耐性株及び該耐性株を培養し、培地中
にセルロース性物質を生成蓄積させ、該物質を回収する
ことから成る該セルロース性物質の製造方法。 【効果】 セルロース性物質を高収率かつ経済的に生産
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アセトバクター属に属
しセルロース性物質を生産する能力を有する微生物(こ
の微生物を以後「セルロース生産性酢酸菌」と称する)
に属するDHO−DHase(ジヒドロキシオロト酸デ
ヒドロゲナーゼ)等阻害剤耐性株及び該株を用いるセル
ロース性物質(バクテリアセルロース:BC)の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】セルロース性物質は可食性であり食品分
野で利用されるほか水系分散性に優れているので食品、
化粧品又は塗料等の粘度の保持、食品原料生地の強化、
水分の保持、食品安定性向上、低カロリー添加物又は乳
化安定化助剤としての産業上利用価値がある。また、該
セルロース性物質の離解物はミクロフィブリルの構造的
物理的特徴に基づき高分子、特に水系高分子用補強剤と
して各種の産業用用途がある。このようなセルロース性
離解物を紙状または固型状に固化した物質は高い引張弾
性率を示すので、ミクロフィブリルの構造的特徴に基づ
くすぐれた機械特性が期待され、各種産業用素材として
の応用がある。
【0003】従来より、アセトバクター属に属する微生
物を培養して、セルロースを生産する方法は知られてい
る。例えば、特開昭62−265990号公報、特開昭
61−221201号公報等に、その記載がある。セル
ロース生産性酢酸菌の培養を行なう際に適当とされてい
る栄養培地としては、炭素源、ペプトン、酵母エキス、
燐酸ナトリウム及びクエン酸からなる Schramm/Hestri
n 培地(Schramm ら、J. General Biology, 11, pp.123
〜129, 1954 )が知られている。しかしながら、上記栄
養培地で振盪もしくは通気攪拌培養を行なった場合、得
られるセルロース生産量は低く、生成速度も必ずしも満
足のいくものではなかった。また、上記栄養培地の他
に、コーンスチープリカー(CSL)や麦芽エキス等を
加えた培地が知られているが、これら天然栄養素(ペプ
トン、酵母エキス、CSL、麦芽エキスなど)に含まれ
る特定成分がセルロース生成促進に関与していることは
知られていない。培地中の特定栄養素によるセルロース
生成促進因子として、現在知られているものにはイノシ
トール、フィチン酸及びピロロキノリンキノン(PQ
Q)(特公平5−1718号公報;高井光男,紙パ技協
誌,第42巻,第3号,第237〜244頁)等がある
が、セルロース生成量はまだ不十分であり、またこれら
の振盪もしくは通気攪拌培養における効果も明確ではな
かった。また、本出願人は、カルボン酸又はその塩(特
願平5−191467号)、インベルターゼ(特願平5
−331491号)及びメチオニン(特願平5−335
764号)を培地中に添加することによって、セルロー
ス性物質の生産性が向上することを見い出している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、セル
ロース生産性酢酸菌を用いて、経済的かつ高収率でセル
ロース性物質を生産させる新たな方法を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために種々の研究を行なった。特に、BC
生合成系を強化する為に、UDP−Gの前駆体であるU
TPの生合成系の強化を検討した。ジニトロフェノール
(DNP)は図1に示すように、ジヒドロキシオロト酸
からオロト酸への反応を触媒するDHO−DHaseを
阻害することが知られている(JANE-JANE CHEN, et a
l., Arch. Biochem. Biophys., 1976)。
【0006】従って、DNPのような、DHO−DHa
se等のオロチジル酸生合成に関与する酵素(以下、単
に「DHO−DHase等」という。)に対する阻害剤
に耐性を有する変異株ではカルバモイリリン酸からオロ
チジル酸に至る生合成系が強化され、その結果、Gln
+2ATP+HCO3 - からのUTP生合成系が強化さ
れている可能性がある訳である。驚くべきことに、各種
実験の結果、本発明者は、DNP等のDHO−DHas
e等阻害剤に耐性を有するセルロース生産性酢酸菌の変
異株が大変優れたセルロース性物質の生産性を示すこと
を見出した。即ち、本発明は、セルロース生産性酢酸菌
に属するDHO−DHase等阻害剤耐性株、該耐性株
を培養し、培地中にセルロース、セルロース性物質を生
成蓄積せしめ該物質を採取することから成るセルロース
性物質の製造方法及び該製造方法により得ることのでき
るセルロース性物質を提供する。
【0007】本発明において使用されるDHO−DHa
se等阻害剤耐性株は、セルロース生産性酢酸菌、例え
ば、BPR2001に代表されるアセトバクター・キシ
リナム・サブスピーシーズ・シクロファーメンタンス
(Acetobacterxylinum subs
sucrofermentans)、アセトバクタ
ー・キシリナム(Acetobacter xylin
um)ATCC23768、アセトバクター・キシリナ
ムATCC23769、アセトバクターパスツリアヌス
A.pasteurianus)ATCC1024
5、アセトバクターキシリナムATCC14851、ア
セトバクターキシリナムATCC11142及びアセト
バクター・キシリナムATCC10821等、並びにそ
れらの菌株より各種突然変異処理及び遺伝子組み換え技
術などによって誘導・育種して得られた菌株等にNTG
(ニトロソグアニジン)を用いて公知の方法によって化
学的変異処理することにより創製することができる。
【0008】この中でも、BPR2001株と命名され
た株は、形態は桿菌、グラム染色性は陰性、胞子形成能
は陰性、酸素に対する態度は好気性、カタラーゼ反応陽
性、オキシダーゼ反応陰性、エタノールからの酢酸生成
は陽性、酢酸塩の酸化は陽性、乳酸塩の酸化は陽性とい
う、菌類学的性を有しており、本発明のDHO−DHa
se等阻害剤耐性株の創製に好適である。尚、BPR2
001株は、平成5年2月24日に通商産業省工業技術
院生命工学工業技術研究所特許微生物寄託センターに寄
託され(受託番号FERM P−13466)、その後
1994年2月7日付で特許手続上の寄託の国際的承認
に関するブダペスト条約に基づく寄託(受託番号FER
M BP−4545)に移管されている。
【0009】NTG等の変異剤を用いての化学的変異処
理方法には、例えば、Bio Factors,Vol. 1, p.297−302
(1988), J. Gen. Microbiol, Vol. 135, p.2917−292
9 (1989) 及び FEMS Microbiol Lett., Vol. 71, p.33
7−343 (1990)等に記載されているものがある。従っ
て、当業者であればこれら公知の方法に基づき本発明の
DHO−DHase等阻害剤耐性株を得ることができ
る。本発明のDHO−DHase等阻害剤耐性株は他の
変異方法、例えば放射線照射等によっても得ることがで
きる。本発明の一例であるDNP耐性株であるBPR3
001N株は1994年6月10日付で通商産業省工業
技術院生命工学工業技術研究所特許微生物寄託センター
に寄託され、受託番号FERM P−14361を付さ
れている。尚、本発明の範囲が寄託されたこの菌株に限
定されないことは言うまでもなく、該株は本発明の一具
体例にすぎないものである。セルロース生産性酢酸菌に
属し、オロチジル酸生合成に関与する酵素に対する阻害
剤に実質的に耐性な株であれば、本発明の「セルロース
生産性酢酸菌に属するDHO−DHase等阻害剤耐性
株」に包合されるものである。その他の例として、例え
ば同様にBPR2001株から得られたBPR3001
L株及びBPR3001M株がある。
【0010】本発明の製造方法に用いる培地の組成物
中、炭素源としてはシュクロース、グルコース、フラク
トース、マンニトール、ソルビトール、ガラクトース、
マルトース、エリスリット、グリセリン、エチレングリ
コール、エタノール等を単独或いは併用して使用するこ
とができる。更にはこれらのものを含有する澱粉水解
物、シトラスモラセス、ビートモラセス、ビート搾汁、
サトウキビ搾汁、柑橘類を始めとする果汁等をシューク
ロスに加えて使用することもできる。 また、窒素源と
しては硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、リン酸ア
ンモニウム等のアンモニウム塩、硝酸塩、尿素等有機或
いは無機の窒素源を使用することができ、或いはBac
t−Peptone、Bact−Soytone、Ye
ast−Extract、豆濃などの含窒素天然栄養源
を使用してもよい。有機微量栄養素としてアミノ酸、ビ
タミン、脂肪酸、核酸、2,7,9−トリカルボキシ−
1Hピロロ〔2,3−5〕−キノリン−4,5−ジオン
を添加してもよい。生育にアミノ酸等を要求する栄養要
求性変異株を使用する場合には、要求される栄養素を補
添することが必要である。無機塩類としてはリン酸塩、
マグネシウム塩、カルシウム塩、鉄塩、マンガン塩、コ
バルト塩、モリブデン酸塩、赤血塩、キレート金属類等
が使用される。
【0011】培養のpHは3ないし7に、好ましくは5
付近に制御する。培養温度は10〜40℃、好ましくは
25〜35℃の範囲で行う。培養槽に供給する酸素濃度
は1〜100%、望ましくは21〜80%であれば良
い。これら培地中の各成分の組成割合及び培地に対する
菌体の接種等は培養方法に応じて当業者が適宜選択し得
るものである。本発明の製造方法に於いてDHO−DH
ase等阻害剤耐性株を使用することにより、従来の方
法と比較してセルロース性物質の収率が向上することが
判明した。本発明方法では、培養方法に制限を受けず、
静置、振盪もしくは通気攪拌培養のいずれでもよい。振
盪もしくは通気攪拌下での培養であってもセルロース生
産性に影響を及ぼさないことも本発明方法の特徴の1つ
である。また、いわゆる回分発酵法、フィード回分発酵
法、反復回分発酵法及び連続発酵法のいずれも使用する
ことができる。更に攪拌手段としては従来公知の手段、
例えばインペラー、エアーリフト発酵槽、発酵ブロスの
ポンプ駆動循環、及びこれら手段の組合せ等から任意に
選択することができる。
【0012】本発明の方法によって生成されるセルロー
ス性物質はそのまま回収してもよく、さらに本物質中に
含まれる菌体を始めとするセルロース性物質以外の物質
を取り除く処理をほどこしてもよい。不純物を取り除く
ためには水洗、加圧脱水、希酸洗浄、アルカリ洗浄トル
エン及び酢酸エチルなどの極性有機溶媒による処理、次
亜塩素酸ソーダ及び過酸化水素などの漂白剤による処
理、リゾチームなどの菌体溶解酵素による処理、ラウリ
ル硫酸ソーダ、デオキシコール酸などの界面活性剤によ
る処理、常温から200℃の範囲の加熱洗浄などを単独
及び併用してほどこすことによりセルロース性物質から
不純物を除去することができる。このようにして得られ
た本発明でいうセルロース性物質とは、セルロース及
び、セルロースを主鎖としたヘテロ多糖を含むもの及び
β−1,3、β−1,2等のグルカンを含むものであ
る。ヘテロ多糖の場合のセルロース以外の構成成分はマ
ンノース、フラクトース、ガラクトース、キシロース、
アラビノース、ラムノース、グルクロン酸等の六炭糖、
五炭糖及び有機酸等である。なおこれ等の多糖が単一物
質である場合もあるし2種以上の多糖が水素結合等によ
り混在してもよい。
【0013】
【実施例】以下の実施例により、本発明をさらに詳細に
説明する。実施例1 以下に記載する方法で、BPR2001株を用いて本発
明のDHO−DHase等阻害剤耐性株を創製した。BPR2001株の変異処理 菌体をCSL−Fru培地(1) で28℃、3時間培養
し、菌体を増した。この前培養液を集菌後、10mM燐酸
緩衝液(pH6.0)で洗浄し、10μgNTG/ml(10
mM燐酸緩衝液)中で30℃、30分間で変異処理した。
変異処理した菌体を集菌し、前記のように洗浄し、次に
CSL−Fru培地で28℃、一夜培養し変異を固定化
した。この結果、生存率約0.24%で変異株を得た。DHO−DHase等阻害剤耐性株の取得 上記で変異処理したBPR2001株(約40,000
コロニー)を最小培地(2) 1リットル当たり0.5mmol
のDNPを含むプレートに塗抹した。(約3,000コ
ロニー/プレート) 28℃、7日間培養し出現したコロニー67株のうち、
明らかに生育の悪いもの(コロニーの小さいもの)、B
Cの生産が低いもの(副生多糖を多量に生産しコロニー
が透明なもの)を除き、34株を得た。
【0014】実施例2 実施例1で得られた34株につき、以下の方法で培養を
行ない、BC蓄積量及び対消費糖収率を求めた。前培養
として、50mlCSL−Fru培地の入った250ml容
ルーフラスコに菌株を植菌し、28℃、3日間静置培養
した。次に、ルーフラスコを良く振り菌膜から菌体を剥
し、この菌液を75mlCSL−Fru培地の入った30
0ml容三角フラスコ(バッフル付き)に7.5ml植菌し
た。28℃、4日間、150rpm で振盪することによっ
て本培養した。この結果、以下に示すように、これらの
DNP耐性株がBPR2001株に較べて優れたBC生
産性を示すことが判った。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】 ビタミン混合物 化合物 mg/L イノシトール 200 ナイアシン 40 ピリドキシンHCl 40 チアミンHCl 40 パントテン酸カルシウム 20 リボフラビン 20 p−アミノ安息香酸 20 葉 酸 0.2 ビオチン 0.2
【0018】
【表4】 上記の無機培地100mlに当たり2.0gの寒天を加え
た物をプレートとする。
【0019】尚、上の表2中、BC蓄積量(g/l)
は、培養終了後、培養液中の固形物を集積し、水洗して
培地成分を除去した後、INNaOH水溶液中で80
℃、20分間処理して菌体を除去した。さらに、洗浄液
が中性付近になるまで生成セルロースを水洗した後、8
0℃で12時間真空乾燥して乾燥重量を測定することで
求めた。また収率(%)は以下のようにして求めた。 対消費糖収率(%)の計算 対消費糖収率は、対消費糖収率として以下のように計算
した。
【数1】YBC=BC/(RCMF−RCBF)*100 YBC :対消費糖収率(%) BC :BC蓄積量(g/l) RCMF:培地の糖濃度(g/l) RCBF:培養後の培地の糖濃度(g/l)
【0020】
【発明の効果】本発明方法によるセルロース性物質の生
産において、セルロース生産性酢酸菌のDHO−DHa
se等阻害剤耐性株を用いることによって、セルロース
性物質の生産性が従来法と比べて著しく向上する。この
ことは、本発明方法がセルロース性物質を効率よくかつ
安価に製造できることを示している。
【図面の簡単な説明】
【図1】核酸(ピリミジン)合成経路を示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12P 19/04 C12R 1:02)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セルロース生産性酢酸菌に属するDHO
    −DHase等阻害剤耐性株。
  2. 【請求項2】 セルロース生産性酢酸菌に属するDNP
    耐性株。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の耐性株を培養
    し、培地中にセルロース性物質を生成蓄積させ、該物質
    を回収することから成る該セルロース性物質の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 請求項3の方法によって得ることのでき
    るセルロース性物質。
JP16757394A 1994-06-28 1994-06-28 DHO−DHase等阻害剤耐性株を用いるバクテリアセルロースの製造方法 Pending JPH089965A (ja)

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