論文審査の要旨 博士の専攻分野の名称 博士（工学） 学位授与の要件 学位規程第 3 条第 3 項該当 氏名 田中 享 論文題目 光合成細菌変異株(Rhodobacter sphaeroides CR-720)を用いた 5-アミノレブリン酸の大量生 産及びグリシンの代謝に関する研究 論文審査対象者 主 査 教授 新川 英典 審査委員 教授 佐々木 審査委員 准教授 竹野 健 健次 ［論文審査の要旨］ 光合成細菌変異株 Rhodobacter sphaeroides CR-720 を用いた 5-アミノレブリン酸(ALA)の 工業的生産法の改良を目的に, グリシン等の添加技術, ORP 制御, ならびにグリシンの代 謝を検討し, さらなる ALA 生産の安定化および低コスト生産を目指した. 第 1 章においては, 光合成細菌の応用, ALA の農業・医薬分野への応用, ならびに光合成 細菌による ALA 生産研究に関する現状と, 我が国および世界中の ALA 生産に関する研究 を総説した. 第 2 章においては, ALA の生合成原料であるグリシンや ALA 脱水酵素阻害剤であるレ ブリン酸の添加条件を検討した. さらに pH 及び酸素供給条件を検討した結果, 3l 発酵槽を 用い, 酸化還元電位を-150～-100 mV 維持し得る酸素供給条件下において, CR-720 株が ALA を 52 mM ほど著量に生産可能なことを明らかにした. 第 3 章においては, CR-720 株による ALA 生産と併行して増加する未知不純物を見出し そして同定した. さらに未知不純物の低減条件を検討した. その結果, 未知不純物は 5-ア ミノ-4-ヒドロキシ吉草酸(AHVA)と同定し, CR-720 株は(S)-(+)-AHVA を生成することを明 らかにした. さらに 5 kl 発酵槽を用いて 28℃条件下で AHVA の生成を抑制することに成 功し, ALA を 72 mM まで生産可能なことを明らかにした. 第 4 章においては, CR-720 株での試験管での ALA 生産試験でその原料として安定同位 体標識したグリシンを使用し, 安定同位体の他の化合物への移行を GC/MS 分析によって 調べ, グリシンの代謝に関する検討を行った. その結果, ALA の 5 位炭素にグリシン-2-13C の 13C が 98%移行, ALA のアミノ基窒素にグリシン-15N の 15N が 95%移行していたことか ら, CR-720 株が C4 経路により ALA を生合成していることを明らかにした. さらにセリン の 2 位及び 3 位の炭素に 13C が移行していたことから, CR-720 株のグリシン代謝にはセリ ンヒドロキシメチルトランスフェラーゼとグリシン開裂系が深く関わっている可能性が あることについて報告した. 第 5 章では, 第 2 章から第 4 章までの結果をまとめ, 光合成細菌変異株による ALA の実 用的大量生産への必須となる諸条件を明らかにした. 以上, 本研究により, CR-720 株を用いて実用レベルである 5 kl 発酵槽における ALA 生産 条件を設定し, 現在の研究では最高力価である 72 mM 生産した. さらに CR-720 株のグリ シンの代謝について明らかした. 以上の知見は, さらなる ALA 生産の安定化やコスト低 減に利用できるものと思われ,博士学位論文としてふさわしいものと認められる..
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