[发明专利]凝集性酵母及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于生物乙醇生产的、属于凝集性得到提高的马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)的凝集性酵母及其制备方法等。

背景技术

微生物在工业产品生产中占有重要的位置。其中，更高效、便宜地进行生产是人们想解决的一项课题。其解决方法有：选择表现更高生产率的菌株、以及对用于微生物培养的培养基的组成或培养温度等培养条件进行研究等。以近年来分子遗传学的发展为基础，作为菌株的一种选择方式，可以列举由现有的菌株利用特定的优秀基因，将菌株转化的方法。目前，即使对于生产有用的食品类的酵母，为了更有效的生产，也较多地进行了转化。

作为用于有效生产的转化的一种，可以列举提高菌体凝集性的转化。利用了发酵法的醇生产，可以通过在作为发酵酵母的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中使用醇生产率特别高的株，并利用分批发酵法或连续发酵法这样的方法来实施。现有的分批发酵法，是通过在醇发酵酵母中添加糖蜜等作为原料，并在一定的条件下进行培养来生成醇的。生成的醇通过加热培养液而蒸馏回收，但残留在培养液中的酵母由于加热而灭活。因此，在持续进行醇生产时，必须要补充酵母液。这样的工序效率差，进而成本高。当使用凝集性酵母时，静置并回收上清液的醇，在沉淀的凝集性酵母中添加新的发酵液，可再次进行醇生产，因此对于利用了分批发酵法的醇生产，优选使用凝集性的酵母。

作为赋予凝集性的转化的方法，有在醇发酵酵母染色体上的任意的标记基因区域，导入作为外源DNA的凝集性基因表达盒而制成的实用的凝集性醇发酵酵母和其育种方法(专利文献1)；获取酵母的凝集性基因的、编码与凝集性有关的蛋白区域的DNA，并将该DNA导入啤酒酵母中来制备凝集性得到强化的酵母的方法(专利文献2)；用于燃料用乙醇生产的凝集性酵母的构筑(非专利文献1)等。这些已经报道的转化酵母，是将源于酿酒酵母的凝集性基因导入属于酿酒酵母的酒类制造用酵母而制成的。另一方面，对于在属于与酿酒酵母为不同属的酵母中导入了源于酿酒酵母的凝集性基因的转化酵母，尚未有报道，并且对于源于酿酒酵母的凝集性基因在酿酒酵母以外的酵母中是否也能参与凝集性的调节，完全不清楚。

对于酿酒酵母，全基因组分析已经完成，正在确定凝集性基因。涉及凝集性的FLO基因群组中，有存在于1号染色体上的FLO1基因(非专利文献2)、存在于8号染色体上的FLO5基因(非专利文献3)、存在于5号染色体上的FLO8基因(非专利文献4)、存在于1号染色体上的FLO9基因(非专利文献5)、存在于11号染色体上的FLO10基因(非专利文献6)等。这些基因被认为是具有与FLO1类似的碱基序列的凝集素样蛋白质。

目前，从石油供给的问题考虑，在世界范围内，正尝试进行使用来自生物资源(バイオマス)的能源来代替石油的探索。依赖于生物资源的新能源的一种有作为生物资源燃料的生物乙醇。生物乙醇可以利用较多含有糖质或淀粉质的植物资源获得。作为利用以生物资源为原料的微生物来进行醇生产的方法，公开了将西谷椰子原木的粉碎物糖化，利用酿酒酵母进行的乙醇的发酵生产法(专利文献3)；使用属于酿酒酵母的酵母，由垃圾等废弃物生产燃料用醇的方法(专利文献4)。在生物乙醇的生产中使用的酵母，优选具有可与生物资源的处理相对应的耐热性、具有与醇生产酵母同样高的凝集性的酵母。

马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)是具有耐热性的酵母，由Lertwattanasakul以及山田等，确认了醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase；Adh)的表达，所述醇脱氢酶与由糖向乙醇的转换有关(非专利文献7)。马克斯克鲁维酵母不仅可以产生乙醇，而且由于蛋白质生产率高，因而被认为在工业生产中非常有用，然而现状是，没有一般性地确立马克斯克鲁维酵母的转化方法，这等的研究没有进展。因此，对于适于生物乙醇的工业生产的马克斯克鲁维酵母转化株，至今没有任何报道。

专利文献1：专利第3040959号公报

专利文献2：专利第3643404号公报

专利文献3：特开2007-195406号公报

专利文献4：特开2006-325577号公报

非专利文献1：Biotechnol Lett，30：97-102，2008

非专利文献2：Yeast，9：423-427，1993

非专利文献3：Science，265：2077-2082，1994

非专利文献4：Nature 387：78-81，1997