国際廃棄物資源ジャーナル

概要

杉粉を唯一の炭素源として培養した、新たに分離されたラッカーゼ高生産性ストレプトマイセス属菌

青山彰久、山田和弘、鈴木義信、加藤雄太、永井一男、倉根隆一郎

よく知られている白色腐朽菌よりもリグニンを分解する能力が高い微生物が探索され、同定されたが、菌は成長が遅く、酵素生産性が低いため、それほど頻繁に利用されていなかった。代わりに、杉粉を唯一の炭素源とする300の土壌サンプルから細菌を探索するために、それらを濃縮培養した。これらから、ラッカーゼ基質として知られる2,6-ジメトキシフェノール（2,6-DMP）の酸化活性が最も高い放線菌の培養物を選択し、KS1025A株と名付けた。細菌の特性と分泌酵素の挙動を調べた結果、16S rDNA遺伝子配列の相同性から、Streptomyces sp.の株と同定された。この株の分泌酵素のラッカーゼ活性の最適温度とpHは、それぞれ50°Cと4.5である。 Mn2+ は直接酸化されないため、マンガンペルオキシダーゼは含まれていないと推定された。しかし、2,6-DMP 酸化反応中に MnSO4 を添加すると活性が上昇した。120 時間の培養後、この菌株は 14 U/mL のラッカーゼ活性を達成することができ、これは白色腐朽菌の既知の値、すなわち約 20 日後に 1.8 U/mL を大幅に上回った。さらに、2,6-DMP 酸化反応中に H2O2 を添加しなくても反応を継続できたため、培養液には遊離の酸化剤が含まれていると考えられる。さらに、この菌株は 0.05% リグニンスルホン酸の約 50% を 5 日間で脱色した。この菌株またはそれが生産する酵素は、リグニンを含む硬質（または軟質）バイオマスを添加してバイオエタノールを製造する際に、リグニンを迅速に生分解するために利用できる可能性がある。