Title STUDIES ON MILDIOMYCIN PRODUCTION BY CULTUREOF Streptoverticillium rimofaciens( 内容の要旨 ) Author(s) 岸本, 勝光 Report No.(Doctoral Degree) 博士(農学) 乙第024号 Issue Date 1998-03-13 Type 博士論文 Version URL http://hdl.handle.net/20.500.12099/2269 ※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。
氏 名(本籍) 学 位 の 種 類 学 位 記 番 号 学位授与年月 日 学位授与の要件 学 位 論 文 題 目 事 査 委 員 岸 本 勝 光 (大分県) 博士(よ学) 農博乙第24号 平成10年3月13日 学位規則第4粂第2項該当
STUDIES ON XILDIOIYCIN PRODUCTION BY CULTURE O
坤肋 埴 主査 静 岡 大 学 教 授 岡 部 副査 信 州 大 学 教 授 細 野 副査 岐 阜 大 学 教 授 高見葬 制杢 静 岡 大 学 教 授 術 藤 副査 静 岡 大 学 助教授 朴 康 義裕男 辣 清 明一美 龍 論 文 の 内 容 の 要 旨 ミルディオマイシン(Mル)は､坑ウドンコ病活性を示し､核酸塩基部位に 5-hydroxymethylcytosjneを有する新しい抗生物質として､ Sけ印rOVe√r/C////〟m√/mofac/e〃C郎 B-98891の培養液中から見出さ
れたものである｡申請者はこのMILを実用化す卑事を最終の目的として発酵
生産に関する基礎的ならびに工業化研究を行った｡ 第1章ではMル発酵生産の培地成分の窒素源のうちコーンステープリカー (CSL)は培養中にアンモニア態窒素の消費を顕著に促進すると共にMILを促 進する事を見いだした｡∝L中の有効成分を分析し､MIL発酵におけるCSL 中の有効物質は鉄イオンである事を示した｡MILの最大生産に対し少なくと も8ルg/mlの鉄が不可欠な事を示している｡ 第2章は菌体の増殖相と鉄の取込み能の関係を述べている｡主発酵に於い て前培養の対数増殖期の初期および中期(培養20時間まで)のシードを移 植した場合､鉄の取り込み能は25FLg Fe2'/mgDNAと非常に高く,それ以-156-降の増殖期でのシードを添加した場合は鉄の取り込み能は急速に低下し､結 果的にアンモニア態窒素の取り込み速度が低下し､MILの生合成に大きな影 響を与えた｡ 第3章ではMIL生産に与えるリン酸イオンの効果を調べている｡鉄イオン 存在下で微量の無機リン酸の供給は菌体内ATP濃度を増加させた｡菌体内 ATPはアンモニア態窒素の資化およぴMIL生産に影響した｡これはMIL合成 がアンモニア態窒素の資化と関連したATP濃度によって制御されている事を 示唆している｡ 第4章では鉄イオンとアンモニア態窒素の資化に関係する酵素および 蛋白質分解に関する酵素､さらに生成するアミノ酸との関係を調べた｡鉄を 充分添加して培養した場合､グルタミン酸､アスパラギン醸､セリンならび にアルギニンの細胞内レベルは鉄欠乏状態に比較して2∼10倍高かった｡ この結果からアスパラギン酸ならびにグルタミン酸脱水素酵素が鉄によって 活性化され､これがアンモニア消費の促進､それに続くMtLを構成している セリンならびにアルギニンのアミノ酸の前駆体となるアスパラギン酸ならび にグルタミン酸の生合成を促進し､結果的にMルの生合成を促進するものと 推定した｡以上の結果をまとめてM化生合成経路を提案した｡ 第5章ではMル発酵生産の工業化研究について述べている｡フラスコ培養 から小型通気撹拝槽へのスケールアップでは撹拝による勇断応力が菌体に加 わるため菌体の形状がフラスコ培養と異なり､結果的にMILの生産が低下し た｡フラスコ培養での知見から無機リン酸を添加することにより､フラスコ でのMtL収量を小型通気撹拝槽で再現することが出来た｡通常､小型発酵槽 から大型発酵槽へのスケールアップは酸素移動特性を指標としているが､本 研究ではリン酸のフィード下での単位液量あたりの撹拝動力を等しくする方 法を採用し,フラスコで得られたMIL収量7g/Lを120KL大型発酵槽でも再現
以上のように申請者はMILの発酵生産に関する基礎的ならびに応用研究を 展開しMILの工業生産方法を確立した｡またMルは本方法に基づいて現在生 産されており､世界各地でウドンコ病に適用され､農業生産に貢献してい る｡ 審 査 結 果 の 要 旨 学位申請者､岸本勝光氏の学位論文審査が平成10年1月26日(月)に 静岡大学農学部にて行われた｡ 岸本氏の論文は坑ウドンコ病活性を示し､核酸塩基部位に5-hydroxymethylcytosineを有し､さらに分子内にアルギニンおよびセリ ン残基を含む特異な化学構造を有する新しい抗生物質であるミルディオマイ シン(Mル)の工業生産を目的とした基礎的ならびに応用研究について述べた ものである｡ MILは古けeクーoverJ/C////〟m √/moねc/e〃Ce5 B-988 91の培養液中から見出されたものであるが､このMルの発酵生産において 培地成分中のCSLが顕著な効果を示すことを発見し､それがCSL中の鉄によ るものであることをつきとめている｡さ､らに鉄とMIL生合成との関係を検討 し､鉄はリン酸存在下でアンモニア態窒素の資化ならびにMルを構成してい るセt｣ン､アルギニンなどのアミノ酸代謝と関達していることを示唆してい る｡岸本氏はこうした基礎的培養条件の研究を背景にして､Mル発酵生産の 工業化研究を展開している｡フラスコ培養から小型通気撹拝槽へのスケール アップでは菌体の形状が異なり､結果的にM虻の生産が低下した｡これを防 ぐため､フラスコ培養の知見から無機リン酸を添加した｡小型通気撹拝槽か ら120KL発酵槽へ単位液量あたりの撹拝動力を指標とするスケールアップを 行い､フラスコで得られたMIL収量7g/Lを再現する事が出来た｡ 以上のように申請者はSfreクーoレe√J/c////〟m ′/爪0ねc/e〃Ce引こよるM暮L
-158-の発酵生産に関する基礎的ならびに応用研究を展開しMルの工業生産方法を 確立している｡特に鉄存在下でリン酸をフィードする事で､フラスコ培養で の培養パターンを大型発酵槽で再現することが出来たことは生物工学ならび に発酵工学の分野で新しい道を開く知見として高く評価される｡ 以上により､審査委員全員一致で本論文は岐阜大学大学院連合農学研究科 の学位論文として充分に価値あるものと認めた｡ 学位論文の基礎となる学術論文 1)Kishimoto,K･,Park,Y.S..0くabe,M.,andAkiyama,S.:Effect of FerrousIon OnMildiomyc(nProductionbyStrpp(OVertici//umrimofaciens･J･Antibiotics, 49,770-774(1996). 2)Kishimoto,K･,Park,YIS･,0くabe,M.,andAkiyama,S.:EFfectof Phosphate lononM‖diomyctnProductionbyS(reptover(ici//umrimofaciens.J, Antibiotics,49,775-780(1996). 3)Kishimoto,K･,Park,Y･S･,Ckabe,M.,andAkiyama,S.:Effect of Ferrouslon OnAminoacidmetaboJisminMjIdiomyc.nProductionbyStrep(OVertici/lum rimofaciens･J･Antibiotics,50,206-211(1997). 既発表学術論文 1)Eto,M.,Kjshimoto,K., Matsumura,K.,OIShita,N.,andOIShima,Y.: StudiesonsaligenincyclicphosphorusE5terswithfnsecticidiaIactivity. Part･JXDerjvativesof Phosphonicandphosphonoyhionicacids. Agriculturaf andBiofogicaIChemistry,30,181-185(1966).
2)Kishjmoto,K.and Akiyama,S.:Stimulatoryeffect of ferrousion OnmildjomycinproductionbyS(rep(OVer(ici//iumrimofaciens.
Biotecno[ogyJetters,19,,699-702(1997).
3)岸本膵光､沢田秀和:ミルディオマイシン生産菌Sけ印Jロリe′J/c////〟爪 ′/mo/∂C/e朋･の大量培養､生物工学会誌､75､245-253(1997).
