酵母の世界 No.42-1｜Diutina rugosa：油を操る酵母

このシリーズでは、パン・ビール・ワイン・発酵食品を支える酵母たちを、研究者の視点から少しずつ紹介しています。
★酵母の世界を巡るためのまとめページを作成してます↓

前回は、糖から脂質をつくり、細胞の中に油をためる Lipomyces kononenkoae（リポマイセス・コノネンコアエ） を紹介しました！

今回の主役は、Diutina rugosa（ディウティナ・ルゴサ）という酵母です！

以前は Candida rugosa （カンジダ・ルゴサ）と呼ばれており、2015年の分類見直しによって、現在の Diutina 属へ移されました。

前回の酵母が「油をためる」のに対して、今回の酵母が得意なのは油を分解することです！

そして、そのためにつくられる酵素は、人間のものづくりにも利用されています！

油を分解して利用する

油脂の主成分であるトリアシルグリセロールは、大きな分子なので、そのままでは利用しにくい物質です。

そこで D. rugosa は、リパーゼという酵素を細胞の外へ分泌します。

リパーゼは油脂を切り、

油脂
↓
脂肪酸 ＋ グリセロール

のように、より小さな物質へ変える酵素です。

こうして油脂を分解することで、酵母はそこに含まれる炭素を利用できるようになります！

さらに面白いのは、周囲の環境によってリパーゼの生産が変化することです！

培養液に脂肪酸を加えると、一部のリパーゼの生産が誘導されます。

実際、オレイン酸という脂肪酸を炭素源として利用した研究では、高いリパーゼ生産が確認されています。

つまり、周囲にある栄養に合わせて、「油があるなら、それを分解する道具を用意する」というように適応しています。

「切る酵素」がものをつくる

 D. rugosa の面白いところは、リパーゼは本来は油脂を分解する酵素ですが、反応させる環境を変えると、今度は脂肪酸とアルコールなどをつなぐ反応にも利用できます！

つまり、

自然界では、油を切る道具

だったものを、

バイオテクノロジーでは、分子をつなぐ道具

として利用できるのです！

旧名に由来して「Candida rugosa lipase」と呼ばれるこのリパーゼは、微生物由来の生体触媒として古くから研究されてきました。

油脂の加工だけでなく、エステル化などさまざまな物質変換に利用されています。

香りの成分もつくれる

リパーゼによってつくることができる物質の一つが、エステルです。

エステルには果物のような香りを持つものが多く、食品や香料などで利用されています。

例えば、バナナのような香りを持つ酢酸イソアミルの合成にも、D. rugosa 由来のリパーゼが使われています！

2012年の研究では、このリパーゼを固定化し、酢酸イソアミルを合成する方法が検討されました。

別の研究では、D. rugosa 由来リパーゼを使って複数の香気エステルを合成できることも示されています。

微生物そのものだけが資源ではない

微生物の産業利用というと、酵母を培養してアルコールや化合物をつくらせる姿を思い浮かべるかもしれません。

しかし、利用できるのは細胞そのものだけではありません！

微生物が持っている酵素という機能だけを取り出して使うこともできます。

特にリパーゼは、反応条件によって油脂を「切る」反応にも、分子を「つなぐ」反応にも利用できます。

そのため、D. rugosa 由来リパーゼは、長年にわたってさまざまな生体触媒反応の研究対象になってきた歴史があるのです！

おわりに

Diutina rugosa（ディウティナ・ルゴサ） は、油脂を分解するためにリパーゼを細胞の外へ分泌する酵母です。

酵母にとっては、周囲にある栄養を利用するための道具です。

しかし人間は、その同じ酵素を取り出し、香り成分をはじめとする新しい物質をつくるためにも利用してきました。

微生物資源の価値は、微生物そのものだけにあるわけではありません！

D. rugosa を見ると、自然界で生きるために獲得した一つの酵素が、人間にとっては「ものづくりの道具」にもなることが見えてきますね！

次回は、私たちが普段使うアミノ酸とは“鏡写し”の分子を食べる酵母を紹介します！

その名は、Vanrija humicola（ヴァンリヤ・フミコラ）。

この酵母のある株は、D型アミノ酸を栄養として利用する特別な仕組みを持っています。

「何を食べられるか」という違いが、どのように測定技術へつながるのかを見ていきます！

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参考文献

Khunnamwong P et al. Description of Diutina gen. nov., Diutina siamensis, f.a. sp. nov., and reassignment of Candida rugosa and related species to the genus Diutina. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2015;65:4701–4709.

Lotti M et al. Physiological control on the expression and secretion of Candida rugosa lipase. Chemistry and Physics of Lipids. 1998;93(1–2):143–148.

Domínguez de María P et al. Understanding Candida rugosa lipases: an overview. Biotechnology Advances. 2006;24(2):180–196.

Ozyilmaz G, Yağız E. Isoamylacetate production by entrapped and covalently bound Candida rugosa and porcine pancreatic lipases. Food Chemistry. 2012;135(4):2326–2332. 

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