アミノ酸発酵(読み)アミノさんはっこう(英語表記)amino acid fermentation

改訂新版 世界大百科事典 「アミノ酸発酵」の意味・わかりやすい解説

アミノ酸発酵 (アミノさんはっこう)
amino acid fermentation

グルタミン酸リジンなどのアミノ酸微生物による生産の総称

1956年木下祝郎らはL-グルタミン酸を直接培地中に生成蓄積する細菌Corynebacterium glutamicumを発見し,グルタミン酸発酵の工業化に成功した。L-グルタミン酸は化学調味料としてずばぬけて需要の多いアミノ酸で,それまではコムギまたは大豆タンパク質塩酸による加水分解法により製造されていた。グルタミン酸発酵の発見は単に化学調味料の製造法を革命的に一変させたというだけでなく,微生物によるアミノ酸の工業生産が可能であることをはじめて明らかにし,その結果として各種アミノ酸発酵の研究を盛んにしたという点において学問的ならびに産業的な功績はきわめて大きい。現在ではリジンをはじめ大部分のアミノ酸が微生物を用いて生産可能になっている。

微生物を用いるアミノ酸の製造法は,(1)野生株による発酵法(グルタミン酸,アラニンバリン),(2)栄養要求変異株による発酵法(オルニチン,リジン,ホモセリン,ジアミノピメリン酸,チトルリン),(3)アナログ耐性変異株による発酵法(リジン,トレオニン,グルタミン,アルギニントリプトファンヒスチジン),(4)前駆体添加法による発酵法(α-アミノ酪酸あるいはD-トレオニン→イソロイシンアントラニル酸→トリプトファン),(5)酵素法によるアミノ酸の生産(大腸菌のアスパルターゼによるフマル酸からアスパラギン酸,ε-アミノカプロラクタムからそのラセマーゼと加水分解酵素によるリジン,ヒダントイナーゼを利用するD-p-ヒドロキシフェニルグリシンなどの生成)の四つに分類される。

 最初は特定のアミノ酸を培地中に大量に生成蓄積する菌を野生株の中から検索する方法がとられ,グルタミン酸発酵はこの方法で成功した。しかし他のアミノ酸では大量生産菌が得られなかった。これは微生物には自己の必要とする量以上のアミノ酸の生合成を抑制する代謝制御機構が存在するためで,特定のアミノ酸を大量に生成蓄積させるためにはこの代謝制御機構を解除する必要があった。そこで紫外線照射やニトロソグアニジン処理などにより突然変異株をつくる方法が研究された。生合成経路の中間に位置するアミノ酸では,野生株に適当な栄養要求性を付与することにより大量のアミノ酸を蓄積する例が多い。しかし生合成の末端に位置するアミノ酸や,分岐経路で生合成されてもそれ自身が単独で制御因子として重要な意味をもつアミノ酸の場合には,単に栄養要求性を付与しても目的が達せられない。この場合には生合成経路がフィードバック調節に非感受性になった調節変異株,すなわちアミノ酸アナログの生育阻害に耐性の変異株のなかから適当な菌が選択される。最近では栄養要求性やアナログ耐性を何段階にも付与した突然変異株を用いて生産性を高める方法がとられている。このような発酵を代謝制御発酵と呼んでいる。最近ではさらに形質導入の手法を用いてアルギニン,ヒスチジン,ウロカニン酸生産菌株を育成する方法や,遺伝子操作法によりトレオニン,トリプトファン生産菌株を得た例などが報告されている。
発酵工業
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出典 株式会社平凡社「改訂新版 世界大百科事典」改訂新版 世界大百科事典について 情報

日本大百科全書(ニッポニカ) 「アミノ酸発酵」の意味・わかりやすい解説

アミノ酸発酵
あみのさんはっこう

微生物を培養し、微生物アミノ酸をつくることをいう。通常は細菌や酵母が使用される。

 通常の微生物の細胞内ではアミノ酸から必要量のタンパク質が合成される生合成過程をとるが、人為的に代謝機構を変換させることによって、異常にアミノ酸を多量に生産させ、菌体外に排出蓄積させることが可能となった。これは、1955年(昭和30)木下祝郎(しゅくお)(1915―2011)らによる研究成果であり、アミノ酸発酵とよばれる。この結果、いろいろなアミノ酸を、従来の方法より、安価で多量に製造できるようになった。さらに、化学合成物に微生物を働かせアミノ酸に変換することや、微生物酵素によってアミノ酸に変換することが可能となった。工業的に製造し、調味料、飼料、医薬品、サプリメントなど広く利用されている。

[曽根田正己]

『相田浩・滝波弘一・千畑一郎・中山清・山田秀明編『アミノ酸発酵』(1986・学会出版センター)』

出典 小学館 日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について 情報 | 凡例

化学辞典 第2版 「アミノ酸発酵」の解説

アミノ酸発酵
アミノサンハッコウ
amino acid fermentation

微生物を利用してアミノ酸を生産する技術.原料としては,廃糖みつ,デンプンのほかに,酢酸,エタノール,n-パラフィンが用いられる.1957年のL-グルタミン酸に続いて多くのアミノ酸が生産できるようになっている.L-体のみを生産できる利点がある.通常,菌体には代謝調節機構が存在し,アミノ酸は過不足なく生産されている.大量生産のためには,この調節機構を突然変異などではたらかなくしたり,培養条件を工夫してアミノ酸を過剰生産させる必要がある.

出典 森北出版「化学辞典(第2版)」化学辞典 第2版について 情報

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