JPS5982084A - 細胞壁の溶解方法 - Google Patents
細胞壁の溶解方法Info
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- JPS5982084A JPS5982084A JP19145982A JP19145982A JPS5982084A JP S5982084 A JPS5982084 A JP S5982084A JP 19145982 A JP19145982 A JP 19145982A JP 19145982 A JP19145982 A JP 19145982A JP S5982084 A JPS5982084 A JP S5982084A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は光エネルギーを利用して半導体の触媒作用によ
り細胞壁を溶解する方法に関するものである。
り細胞壁を溶解する方法に関するものである。
近年、バイオチクノロ・ノーを利用した工業技術が盛ん
になってきたが、中でも生体細胞を１自：接的に生産や
センサーに利用する技術が中心となっている。特に、こ
の中でも細胞融合技術は、遺伝子操作技術と並んで、今
後のバイオテクノロジーの中心を占める重曹な技術分野
である。
になってきたが、中でも生体細胞を１自：接的に生産や
センサーに利用する技術が中心となっている。特に、こ
の中でも細胞融合技術は、遺伝子操作技術と並んで、今
後のバイオテクノロジーの中心を占める重曹な技術分野
である。
また一般に、微生物細胞や植物細胞は、細胞膜の外側が
厚い細胞壁で包捷れているため、通常の処理では融合現
象が得られない。このため例らかの処理により厚い細胞
壁を取除いた状態（プロトノラスト状態）を利用して細
胞の融合を行なう必要がある。
厚い細胞壁で包捷れているため、通常の処理では融合現
象が得られない。このため例らかの処理により厚い細胞
壁を取除いた状態（プロトノラスト状態）を利用して細
胞の融合を行なう必要がある。
この細胞壁を除去する方法と［７ては、従来、棟々の細
胞壁溶解酵素を利用して、細胞壁を溶解し、プロトノラ
ストを得ることが行なわれている。この方法は培養した
微生物を浸透圧を調整した溶液に浮遊させておき、これ
に細胞壁溶解酵素を添加して反応させ、一定時間後にゾ
ロドプラストを得る方法である。例えば大腸菌の細胞膜
の溶解にはりソチーム、またサツカロミセス属などの酵
母細胞にはザイモラーエースが細胞壁溶解酵素として従
来使用されている。
胞壁溶解酵素を利用して、細胞壁を溶解し、プロトノラ
ストを得ることが行なわれている。この方法は培養した
微生物を浸透圧を調整した溶液に浮遊させておき、これ
に細胞壁溶解酵素を添加して反応させ、一定時間後にゾ
ロドプラストを得る方法である。例えば大腸菌の細胞膜
の溶解にはりソチーム、またサツカロミセス属などの酵
母細胞にはザイモラーエースが細胞壁溶解酵素として従
来使用されている。
しかしながら、酵素を用いた従来の方法では、特定の微
生物に対して、特定の溶解酵素を用いなければならず、
その細胞の種類に応じて酵素を選択する必要がある。し
かもこれら細胞壁溶解酵素は非常に高価であり、しかも
溶解反応の制御が困難である上、再生利用が不可能であ
るなどの欠点があった。
生物に対して、特定の溶解酵素を用いなければならず、
その細胞の種類に応じて酵素を選択する必要がある。し
かもこれら細胞壁溶解酵素は非常に高価であり、しかも
溶解反応の制御が困難である上、再生利用が不可能であ
るなどの欠点があった。
本発明は、かかる従来方法の欠点に鑑みなされたもので
、任意の細胞について適用できると共に、安価で且つ再
生利用が可能でアシ、シかも溶解反応の制御が容易な細
胞壁の溶解方法を提供するものである。
、任意の細胞について適用できると共に、安価で且つ再
生利用が可能でアシ、シかも溶解反応の制御が容易な細
胞壁の溶解方法を提供するものである。
本発明は細胞を含む水を主成分とする溶液に、半導体を
主成分とする人工的な触媒粒子を添加し、光エネルギー
を第１用して触媒粒子の酸化触媒作用によシ、細胞壁を
酸化分解することを特徴とするものである。
主成分とする人工的な触媒粒子を添加し、光エネルギー
を第１用して触媒粒子の酸化触媒作用によシ、細胞壁を
酸化分解することを特徴とするものである。
本発明において用いられる細胞としては、例えば大腸菌
、酵母、枯草菌など通常多く利用される微生物細胞や、
野菜や果実などの植物細胞が挙られる。
、酵母、枯草菌など通常多く利用される微生物細胞や、
野菜や果実などの植物細胞が挙られる。
これら微生物または植物細胞は水を主成分とする溶液に
浮遊あるいは懸濁させる。この場合、溶液は糖、ＮａＣ
ｔなどを添加して浸透圧を調整しておく。
浮遊あるいは懸濁させる。この場合、溶液は糖、ＮａＣ
ｔなどを添加して浸透圧を調整しておく。
本発明に用いる触媒粒子としては、可視、紫外領域の光
によって励起され、その活性化された作用によシ細胞壁
を酸化分解可能な無機あるいは有機半導体、または金属
錯体を主成分とする物質が適用できる。半導体の種類と
しては、金属酸化物、金属硫化物、金属リン化物、金塊
砒化物、金属セレン化物、捷たけ金属テルル化物から選
ばれた１揮もしくは２釉以上から成るもので、例えばＴ
ｉＯ２，５ｒＴ１０３、ＺｎＯ１Ｆｅ２０５、ＣｄＳ
、ＣｄＳｅ 、ＣｄＴｅＸＧａＰ 、ＧａＡｓ ＸＩｎ
Ｐ 、ＺｎＳ ＸＺｎ５ｅ等が挙られる。更にこれら半
導体を主成分とした触媒に、金属を添加することにより
反応性が向上するが、これらの例としてはＰｔ 、 Ｐ
ｄ ＸＲｈ、、Ｒｕ 、 Ｎｉ等がある。またこの触媒
粒子は通常、数百Ｘ〜数千Ｘ程度の粒径のものを用い、
また触媒粒子の添加量は細胞の表面に均一に付着する程
度の量が良い。
によって励起され、その活性化された作用によシ細胞壁
を酸化分解可能な無機あるいは有機半導体、または金属
錯体を主成分とする物質が適用できる。半導体の種類と
しては、金属酸化物、金属硫化物、金属リン化物、金塊
砒化物、金属セレン化物、捷たけ金属テルル化物から選
ばれた１揮もしくは２釉以上から成るもので、例えばＴ
ｉＯ２，５ｒＴ１０３、ＺｎＯ１Ｆｅ２０５、ＣｄＳ
、ＣｄＳｅ 、ＣｄＴｅＸＧａＰ 、ＧａＡｓ ＸＩｎ
Ｐ 、ＺｎＳ ＸＺｎ５ｅ等が挙られる。更にこれら半
導体を主成分とした触媒に、金属を添加することにより
反応性が向上するが、これらの例としてはＰｔ 、 Ｐ
ｄ ＸＲｈ、、Ｒｕ 、 Ｎｉ等がある。またこの触媒
粒子は通常、数百Ｘ〜数千Ｘ程度の粒径のものを用い、
また触媒粒子の添加量は細胞の表面に均一に付着する程
度の量が良い。
本発明において照射する光は触媒粒子の励起エネルギー
以上の光を照射し、この場合光源としては、可視および
／または紫外領域の光を発するものでもあれば何れでも
良く、例えば超高圧水銀ランプ、ショートアークキセノ
ンランプの他、太陽光でも良い。
以上の光を照射し、この場合光源としては、可視および
／または紫外領域の光を発するものでもあれば何れでも
良く、例えば超高圧水銀ランプ、ショートアークキセノ
ンランプの他、太陽光でも良い。
本発明の作用について説明すると、例えば微生物の細胞
は、通常炭素、窒素、酸素原子などを主体とする有機高
分子物質より構成されており、分子レベルで見た結合形
式としてはＣ−Ｃ。
は、通常炭素、窒素、酸素原子などを主体とする有機高
分子物質より構成されており、分子レベルで見た結合形
式としてはＣ−Ｃ。
Ｃ−ＨＸＣ−Ｎ、、Ｃ−０などが主なものである。
これらの結合を有する物質に、上記の触媒の存５−
在下で光を照射すると、触媒が光エネルギーを受け、そ
の価電子帯の電子が伝導帯に遷移する。
の価電子帯の電子が伝導帯に遷移する。
このような光励起により触媒内に正孔と電子が生成され
るが、価電子帯に生じた正孔は強い酸化力を持っており
、上記の結合を有する細胞壁を浸透圧を調整した溶液の
存在下で酸化分解する。この分解反応は触媒が細胞壁と
接した面のみで進行するため、細胞壁の表面から次第に
壁を分解していく。一方、光励起により生じた伝導帯の
電子は水を還元して水素を発生させる。
るが、価電子帯に生じた正孔は強い酸化力を持っており
、上記の結合を有する細胞壁を浸透圧を調整した溶液の
存在下で酸化分解する。この分解反応は触媒が細胞壁と
接した面のみで進行するため、細胞壁の表面から次第に
壁を分解していく。一方、光励起により生じた伝導帯の
電子は水を還元して水素を発生させる。
従って全体の反応は次式のようになる。
結果として細胞壁と水の酸化還元反応によりＣＯ２、Ｎ
２、Ｎ２等のガスを生じ、細胞壁が分解されて、球形状
のプロトプラストを得ることができる。また光の照射を
停止することによｐ１上記反応の進行も停止するので、
分解反応の制御も容易に行なうことができる。
２、Ｎ２等のガスを生じ、細胞壁が分解されて、球形状
のプロトプラストを得ることができる。また光の照射を
停止することによｐ１上記反応の進行も停止するので、
分解反応の制御も容易に行なうことができる。
反応終了後、遠心分離法等により、触媒粒子−６−
とプロトシラストとを分離し、得られたプロトシラスト
を用いて細胞融合等を行なう。
を用いて細胞融合等を行なう。
（実施例１）
対数増殖期まで生育したバチラス・ズブチリス（枯草菌
）を集菌し、０．９チのＮａ ＣＬを含む０、１ Ｍ
ＩＪン酸緩衝液（ｐｉｉ６．８）に懸濁し、これを３７
℃に保温した状態で、これに二酸化チタン（ＴｉＯ２）
に５重量−白金（ｐｔ）を担持した０、１μｍ径の触媒
粒子を加えて、５００Ｗキセノンシヨートアークランプ
で３０分間光照射した。
）を集菌し、０．９チのＮａ ＣＬを含む０、１ Ｍ
ＩＪン酸緩衝液（ｐｉｉ６．８）に懸濁し、これを３７
℃に保温した状態で、これに二酸化チタン（ＴｉＯ２）
に５重量−白金（ｐｔ）を担持した０、１μｍ径の触媒
粒子を加えて、５００Ｗキセノンシヨートアークランプ
で３０分間光照射した。
この溶液を遠心分離して、得られたプロトシラストを顕
微鏡で観察したところ、全細胞の９０チが、細胞壁の溶
解した球形状のプロトノラストになっていた。
微鏡で観察したところ、全細胞の９０チが、細胞壁の溶
解した球形状のプロトノラストになっていた。
（実施例２）
対数増殖期まで生育したサツカロマイセスセレビシェ（
酵母）を集菌し、遠心抗菌（〜、この湿１１ｉ１：１０
．９に対して０．５Ｍリン酸−カリ緩衝液（ｐｌ（７，
５） ４０ ｍＡ！と、７ ／ｌ／ ヒ） −／ｌ／
８０ ｍｌと、二酸化チタンに５重量％の白金を担持し
た０１μｍ径の触媒粒子とを混合し、これをイオン交換
水に懸濁して全量４００ ｒｎｌにし、３７℃に保温し
て６０ ｒｐｍで振どうした。この溶液に５００Ｗキセ
ノンシヨートアークランプで３０分間光照射した。
酵母）を集菌し、遠心抗菌（〜、この湿１１ｉ１：１０
．９に対して０．５Ｍリン酸−カリ緩衝液（ｐｌ（７，
５） ４０ ｍＡ！と、７ ／ｌ／ ヒ） −／ｌ／
８０ ｍｌと、二酸化チタンに５重量％の白金を担持し
た０１μｍ径の触媒粒子とを混合し、これをイオン交換
水に懸濁して全量４００ ｒｎｌにし、３７℃に保温し
て６０ ｒｐｍで振どうした。この溶液に５００Ｗキセ
ノンシヨートアークランプで３０分間光照射した。
この後、溶液を遠心分離して、得られたプロトプラスト
を顕微鏡で観察したととる、全細胞の９５％が、細胞壁
の溶解した球形状のプロトプラストになっていた。
を顕微鏡で観察したととる、全細胞の９５％が、細胞壁
の溶解した球形状のプロトプラストになっていた。
以上説明した如く、本発明に係わる細胞壁の溶解方法に
よれば、人工的な触媒粒子を用い、光触媒反応により細
胞壁を溶解するので、任意の微生物または植物細胞に適
用できると共に、安価で且つ再生利用が可能であシ、し
かも光照射量を調整することによシ溶解反応の制御が容
易であるなど、量産化に極めて有効な方法である。
よれば、人工的な触媒粒子を用い、光触媒反応により細
胞壁を溶解するので、任意の微生物または植物細胞に適
用できると共に、安価で且つ再生利用が可能であシ、し
かも光照射量を調整することによシ溶解反応の制御が容
易であるなど、量産化に極めて有効な方法である。
＝４５
Claims (1)
- （１）＃生物または植物細胞を含む水を主成分とする溶
液に、半導体もしくは半導体と金属より成る触媒粒子を
添加し、これに該半導体の励起エネルギー以上の光を照
射して、触媒粒子の酸化触媒作用により前記微生物また
は植物細胞の細胞壁を酸化分解することを特徴とする細
胞壁の溶解方法。 （２ン 半導体が、金属酸化物、金属硫化物、金属リ
ン化物、金属砒化物、金属セレン化物、または金属テル
ル化物から選ばれた１棟もしくは２種以上から成ること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の細胞壁の溶解
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19145982A JPS5982084A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | 細胞壁の溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19145982A JPS5982084A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | 細胞壁の溶解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5982084A true JPS5982084A (ja) | 1984-05-11 |
Family
ID=16274987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19145982A Pending JPS5982084A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | 細胞壁の溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5982084A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60227669A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-12 | Tadashi Matsunaga | 細胞の光電気化学的制御方法 |
| JP4593857B2 (ja) * | 1999-09-09 | 2010-12-08 | 株式会社東京大学Ｔｌｏ | 膜の穿孔方法および装置 |
-
1982
- 1982-10-30 JP JP19145982A patent/JPS5982084A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60227669A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-12 | Tadashi Matsunaga | 細胞の光電気化学的制御方法 |
| JP4593857B2 (ja) * | 1999-09-09 | 2010-12-08 | 株式会社東京大学Ｔｌｏ | 膜の穿孔方法および装置 |
| US8507258B2 (en) | 1999-09-09 | 2013-08-13 | Akita Prefectural University | Apparatus for perforating membrane |
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