Departmental Bulletin Paper 広島国際学院大学における5-アミノレブリン酸の実用的生産技術の開発と今後の課題
Development of a Practical Production Technology for 5-Aminolevulinic Acid Using Photosynthetic Bacteria in Hiroshima Kokusai Gakuin University and a Future Assignment


48pp.41 - 53 , 2015-12 , 広島国際学院大学
A practical production technology for 5-aminolevulnic acid (ALA) using the photosynthetic bacteria, Rhodobacter sphaeroides was developed using anaerobic digestion liquor of swine discharges, mandarin orange peels and sewage sludge. Using simple equipment, maximum ALA concentrations of 4.2 mM, 9.2 mM, 16 mM, respectively, were recycled, produced from the wastes held in anaerobic light (5 klux) condition. In order to adapt the process to the scale of industrial mass production, the production technology was then transferred to Cosmo Oil Company, Ltd. Here the process was further developed by means of (1) creating multiple photosynthetic bacterial mutants, and (2) improving the methods of fermentation. By controlling levels of dissolved oxygen in the culture medium, a maximum ALA concentration of 72 mM was produced industrially within an aerobic dark condition using a CR-720 strain mutant. Compared with ALA production by means of genetic manipulated Eschelichia coli and chemical synthesis, this form of production technology proved to be most excellent. ALA applications to biosynthesis, physiological activity and other agricultural and medical fields are summarized. For example, in agricultural fields, ALA growth promoting effects and salt tolerance ― including anti-stress activities of plants ― are described. In human physiology, the wide assortment of ALA medical applications are summarized and include (1) early diagnosis of cancer and cancer treatment; (2) allergy treatment for pollen and other anti-bodies; (3) treatment for diabetes; and (4) anti-aging effects.
広島国際学院大学における光合成細菌,Rhodobacter sphaeroidesを用いた5-アミノレブリン酸(ALA)の実用的生産技術開発について詳述した。この技術はコスモ石油株式会社に技術移転され,変異株の造成や発酵方式の改良により工業的大量生産をなし得た。最初にわが大学では,豚糞尿,ミカン外皮,都市下水の嫌気消化脱離液からそれぞれ,4.2 mM,9.2 mM,16 mMの実用的生産技術を,廃棄物のリサイクルとして簡単な培養装置にて,嫌気光条件(5 klux)で達成した。一方,コスモ石油ではこれを改良し,変異株造成により好気暗条件で培地中の溶存酸素を制御することで,72 mMもの工業的大量生産技術を完成した。この技術は遺伝子組み換え体の大腸菌によるALAの生産や,化学合成をしのぐものであった。さらに,ALAの生合成経路,種々の生理作用,農業や医療への応用をまとめた。農業部門では植物生長促進作用や耐塩性,植物への耐ストレス性作用について記述した。また,医療部門では,抗癌作用や癌の早期診断, 花粉症やその他の抗体への抗アレルギー作用,糖尿病治療,アンチエージング作用など,ALAの幅広い応用について紹介した。

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