JPS6251990A - 微生物菌体の処理方法 - Google Patents

微生物菌体の処理方法

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JPS6251990A
JPS6251990A JP19061285A JP19061285A JPS6251990A JP S6251990 A JPS6251990 A JP S6251990A JP 19061285 A JP19061285 A JP 19061285A JP 19061285 A JP19061285 A JP 19061285A JP S6251990 A JPS6251990 A JP S6251990A
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microbial cells
cell
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bacteria
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JP19061285A
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Akitoshi Ito
彰敏 伊藤
Shozo Shiozaki
塩崎 正三
Kazumasa Takahashi
一正 高橋
Shigeru Morikawa
茂 森川
Akira Katayama
章 片山
Takeshi Udagawa
宇田川 毅
Takeshi Kobayashi
健 小林
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Zeon Corp
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Nippon Zeon Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/26Preparation of nitrogen-containing carbohydrates
    • C12P19/28N-glycosides
    • C12P19/38Nucleosides
    • C12P19/40Nucleosides having a condensed ring system containing a six-membered ring having two nitrogen atoms in the same ring, e.g. purine nucleosides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/06Lysis of microorganisms
    • C12N1/066Lysis of microorganisms by physical methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N13/00Treatment of microorganisms or enzymes with electrical or wave energy, e.g. magnetism, sonic waves

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は菌体内に有用物質を蓄積した微生物菌体の処理
方法に関し、さらに詳しくは、菌体にレーザー光を照射
することによって菌体内の有用物質を回収する方法に関
する。
(従来の技術) 細菌、酵母などの微生物菌体を用いる発酵法によって種
々の有用物質の生産が検討されている。
例えばトリプシン、アミラーゼ、セルラーゼ、リゾチー
ム、リゲヌクレアーゼ、チトクローム、インシ為リン、
(プシン、SCPなどのごとき酵素及びタンノ4り質、
リジン、グルタミン酸、ロイシン、トリプトファン、ア
ルギニン、ホモセリン、メチオニンなどのごときアミノ
酸、ヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド
、DNA 、 RNAなどのごとき核酸類、ビタミンB
1、ビタミンB2、ビタミンB6、ビタミンHなどのご
ときビタミン類、S−アデノシル−L−メチオニン(以
下、SAMト称することがある)、S−アデノシルホモ
セリン、グルタチオン、インターフェロン、インターロ
イチンなどのごとき生理活性物質などがその具体例であ
る。
これらの有用物質を抽出するための菌体処理方法として
、従来から乳鉢、?−ルミル、ホモジナイザーなどを用
いる機械的磨砕法、超音波による磨砕法、自己消化によ
シ溶菌する方法、過塩素酸、硫酸、m酸、酢酸、酢酸エ
チル、アセトン、トルエンなどの薬剤で処理する方法、
細胞壁溶解酵素で処理する方法などが知られている。
しかし、機械的磨砕法や超音波処理法では細胞壁が破壊
されるために菌体内の物質が全て排出されることになシ
、その後に有用物質を分離精製する操作がきわめて煩雑
化するという欠点があり、自己消化によシ溶菌する方法
や細胞壁溶解酵素で処理する方法は適用できる菌の種類
が限られ、さらに過塩素酸のごとき薬剤で処理すると菌
体内の有用物質をほぼ完全に抽出することが可能である
が、後に中和工程が必要となったり有用物質の分解や毒
性の原因となるといった問題があった。
そこで本発明者らは、これらの課題を解決し、より簡単
な工程で多くの菌の種類に適用できる画体処理法につい
て鋭意検討した結果、レーザー光を菌体に照射すること
によって菌体内の有用物質を容易に菌体外に排出できる
ことを見い出し、本発明を完成するに到った。
(問題点を解決するだめの手段) 本発明の目的は広範囲の微生物菌体に対して簡単な操作
で画体内の有用物質を抽出することが可能な菌体処理方
法を提供することにあシ、かかる本発明の目的は菌体内
に有用物質を蓄積した微生物菌体にレーザー光を照射し
有用物質を菌体外へ排出せしめることによって達成され
る。
本発明を適用可能な微生物は広範にわたり、その具体例
として、例えばエシェリヒア属、シー−トモナス属、パ
シルス属、ブレビバクテリウム属、コリネパクテリクム
属、セラチア属、シトロノfクター属などのごとき細菌
、アスベルギウス属、ベニシIJ f)ム属、ムコール
属、ジベレラ属などのごときカビ、す、カロマイセス属
、キャンディダ属、ピキア属、ハンゼヌラ属、シゾサッ
カロマイセス属、リポミセス属、ロドトルラ属などのご
とき酵母、ストレグトマイセス属などのごとき放線−な
どが例示される。
これらの菌体が有する細胞壁の構造と強度は槙種異なる
ものであるが、照射するレーザー光の波長および強度を
適宜変えることによシ、細胞壁に適当な損傷を与えて菌
体内の有用物質を菌体外に排出せしめることが可能であ
る。
本発明で用いるレーザー光は、通常、紫外域から赤外域
の範囲の特定波長であ)、その出力形態はCW (4続
波)、・ンルスのいずれでもよい。有用物質が熱に弱い
物質の場合には、レーザー光をパルスにすることが好ま
しく、・セルス間の非照射時間によって物質の光吸収に
よる温度上昇を防ぐことができ、熱に弱い有用物質でも
安定状態で抽出可能となる。
レーザー光による菌体の処理は通常、水、緩衝液、有機
溶剤などの媒体中に菌体を懸濁させ、これにレーザー光
を照射することによって行われる。
レーザー光による処理の形式は目的に応じて適宜選択す
ればよく、パッチ式、半連続式、連続式のいずれの方法
を用いることができる。
例えばパッチ式の場合には、微生物菌体の懸濁液にレー
ザー光を照射すればよく、また半連続式または連続式の
場合にはレーザー光照射帯域に微生物菌体の懸濁液を断
続的または連続的に供給することによって行われる。上
記懸濁液の供給方法はとくに制限されず、例えばレーザ
ー光照射帯域の上部から供給し下部から抜き出す方法、
逆に下部から供給して上部から抜き出す方法、さらには
左右に流通させる方法などが例示される。
大量の菌体を効率よく処理したい場合には、これらの処
理形式のなかでも半連続式または連続式が好ましく、ま
た処理後の菌体懸濁液を再度レーザー光照射帯域に循環
することによりて処理効率を向上させることができる。
循環にあたっては、遠心などの常法に従って菌体を一旦
分離したのち、再度懸濁液を調製して供給することもで
きる。
菌体懸濁液中の菌体含有量は1菌重量基準で、通常0.
01〜50重量%、好ましくは0.1〜20重量%であ
り、液温は目的とする有用物質が変成しないかぎシとく
に制限されないが、通常、0〜100℃好ましくFio
〜50℃である。またレーザー光の照射量は菌体の種類
などによシ必ずしも一様でないが、簡単な予備実験を行
うことによって容易に決定することができる。
処理後の菌体懸濁液から目的とする有用物質を回収する
方法は常法に従えばよく、例えば、溶剤抽出によシ直接
取得する方法、遠心分離等により菌体残渣を除去して得
られた上清からイオン交換クロマトグラフィー、グル濾
過、電気泳動、溶剤沈澱、塩析などの手法により回収す
る方法などが例示される。
(発明の効果) かくして本発明によれば、簡単な操作で多種類の微生物
菌体からきわめて効率よく、菌体内の有用物質を抽出す
ることが出来る。
(実施例) 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
。なお、以下の実施例において、SAMについては高速
液体クロマトグラフィー(以下、HPLCと略称する)
(日本分光製TRI−V型、カラム:TSK−8P−2
Sw、 Detsctsr : UV258nm )を
用いて測定した。また、タン・9りについてはLowr
y法〔ジャーナル・オプ・バイオロジカル・ケミストリ
ー(J、 Biol、 Chem、)第193巻、第2
65〜275頁、(1951)参照〕によって定量した
実施例1 シェレンク(5chlenk、 F−)らの培地〔ジャ
ーナル・オツ・バイオロジカル・ケミストリー(J。
Bial、 chem、 ) 229巻、1037頁(
1957)参照〕チーIJ−ッカロマイセス・セレビシ
ェ(5accharonyces・cerevisia
e) IFO−2044を培養して得られたS−7デノ
シルメチオニン(SAM )含有菌体1.9(湿潤重量
)を99ゴの蒸留水に懸濁させる。その後、懸濁液3m
lをガラスセルに入れ、スターラーで攪拌しながら、Y
AGレーザ−(波長266nm、15nxJ )を10
分間照射する。照射後の液を遠心分離にかけ菌体残渣を
除き、得られた上清中のSAMをHPLCで定量したと
ころ、42.9■であった。
同じ培養菌体l11(湿潤型1k)を1.5N過塩素酸
4117KIl!濁し37℃で1時間振とり抽出を行い
、遠心分離によシ菌体残渣を除去した抽出液に炭酸水素
カリウムを加えて…5.0に調整し、生じた過塩素酸カ
リウムの沈澱を遠心分離と濾過により除去した後、HP
I、Cによ、9 SAMの定ik行ったところ、55.
0■であった。
この結果、レーザー照射によるSAMの抽出率は次式に
よF)78.0%でちりた。
実施例2 グルコース1 g/di、ペプトン1.5II鷹、酵母
エキス0.3 g/di 、 K2HPO40,3EA
、NaC40,21/di、MgSO4・7H200,
02g/diからなシ、PI−17,0に調整、加熱滅
菌した液体培地にエシェリヒア・コーリー(Escha
richia−col i) ATCC−14948を
植菌し、28℃で16時間振盪培養した。培養液を遠心
分離して得られた菌体IN(湿潤型i)を、ノチオスレ
イトール(以下、DTTと略称する) 5 mMを含む
0.02Mリン酸カリウム緩衝液(P)17.5)99
−に懸濁した。その後、懸濁液3−を石英セルに入れ、
スターラーで攪拌しなからYAGレーザ−(波長280
 nm 、 11 mJ )を10分間照射処理した。
次いで処理液を遠心分離にかけて菌体残渣を除去し、得
られた無細胞抽出液中のタン・ぐり質濃度を定量したと
ころ、771g・湿潤菌体であったロ一方、同じ菌体5
,9(湿潤重量)をDTT 5 mMを含む0.02M
リン酸カリウム緩衝液(pH7,5)101に懸濁し、
2〜15℃で10分間超音波破砕処理した。次に処理液
を遠心分離して菌体残渣を除去し、得られた無細胞抽出
液中のタン・!り質濃度を定量したところ、78(l・
湿潤菌体であった。
この結果よシ、レーザー照射によりて抽出されたタンノ
J?り質の抽出率は超音波破砕法に対して98.7俤で
あった。
実施例3 グルコース5II/dt、””グトン0.51i僧、酵
母エキス0.11廖、肚2p040.29/cte 、
 K2HPO40,1貴t、 MgSO4・7H200
,021/diからなシ、pH6,5に調整、加熱滅菌
した液体培地にペニシリウム・オギザリカA (PIn
lclllium−oxalicmm) IFO−57
48を植菌し、28℃で48時間振盪培養した。培養液
を遠心分離して得られた菌体1,9(湿潤型i′)を、
DTT 5 mMを含む0.02Mリン酸カリウム緩衝
液(p)17.5)99mに懸濁した後、3dを石英セ
ルに入れ、スターラーで攪拌しなからYAGレーザ−(
波長266 nrn 、 15 mJ )を15分間照
射処理した。次いで処理液を遠心分離にかけて菌体残渣
を除去し、得られた無細胞抽出液中のタンパク質濃度を
定量したところ、341n9Al・湿潤菌体であった。
一方、同じ菌体IF(湿潤型Jl)をDTT 5 mM
を含む0.02Mリン酸カリウム緩衝液9mlに懸濁し
、と九に石英砂1yを入れ乳鉢で十分に磨砕した。
次に、この処理液を遠心分離して菌体残渣と石英砂を除
去し、得られた無細胞抽出液中のタンパク質濃度を定量
したところ、36 Wl/・湿潤菌体であった。
この結果より、レーザー照射によるタンパク質の抽出率
は磨砕法に対して94.4%であった。
実施例4 ペプトン11/di、肉エキスQ、5 l/di、酵母
エキス0.1 i/dt、NaCtO,517dtから
なり−7,0に調整、加熱滅菌した液体培地に、ストレ
プトマイセス・バイグロスコピカス(Straptom
ycsa・hygroscopicus)IFO−31
92を植菌し、34℃、72時間振盪培養した。培養液
を遠心分離して得られた菌体II(湿潤重量)を、DT
T 5 mM f含む0.02Mリン酸カリウム緩衝液
(pH7,5)99−に懸濁した。その後、愁濁液3 
mlを石英セルに入れ、スターラーで攪拌しなからYA
Gレーザ−(波長266 nml 15mJ)を10分
間照射処理した。次いで処理液を遠心分離にかけて菌体
残渣を除去し、得られた無細胞抽出液中のタンパク質濃
度を定量したところ2911・湿潤菌体であった。
一方、同じ菌体511(湿潤XX>をDTT 5 mM
を含む0.02Mリン酸カリウム緩衝液10′ILlに
懸濁し、2〜15℃で10分間超音波破砕処理した。次
に処理液を遠心分離して菌体残渣を除去し、得られた無
細胞抽出液中のタンノ臂り質濃度を定量したところ、3
2.1 ml/l・湿?11菌体であった。
この結果よシ、レーザー照射によるタンパク質の抽出率
は、超音波破砕法に対して90.3%であった。
実施例5 実施例1と同様に培養して得られたす、カロマイセス・
セレビシェの菌体1g(湿潤重量)ヲ99m1の蒸留水
に懸濁し、YAGレーザ−(波長266 nm 、 1
5 mJ )の照射下にある縦型の石英製フローセル(
2X10X100111)へ定量ポンプを用いて下部か
ら流速0.4 m4/mi nで流した。70−セルの
上部から流出する処理液を回収し、遠心分離して菌体残
渣を除去し、得られた上清中のSAMをHPLCで定量
したところ、38.9■であった。
実施例1において菌体中のSAM含有量は55.0〜で
あることから、この方法による抽出率は70.7チであ
った◎

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、菌体内に有用物質を蓄積した微生物菌体にレーザー
    光を照射し、有用物質を菌体外に排出せしめることを特
    徴とする微生物菌体の処理方法。 2、レーザー光が連続波またはパルスである特許請求の
    範囲第1項記載の方法。
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DE8686306599T DE3680172D1 (de) 1985-08-29 1986-08-27 Verfahren zur behandlung von protistezellen.
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