ビデオ: 未来を創る科学者達 (36)不斉合成をデザインする 野崎京子 2026
あなたの家で毎日使うかもしれない酵素バイオテクノロジーの例を以下に示します。多くの場合、商業的プロセスは最初に天然に存在する酵素を利用した。しかしながら、これは使用される酵素ができるだけ効率的であることを意味するものではない。時間、研究、および改良されたタンパク質工学方法では、多くの酵素は、所望の温度、pH、または酵素活性を一般的に阻害する他の製造条件下(例えば、 - >
厳しい化学物質)、工業用または家庭用アプリケーションに適しています。付着物除去酵素は、紙のリサイクル中にパルプに導入される「粘着剤」、接着剤、接着剤およびコーティングの除去のために、パルプおよび製紙産業によって使用される。スティッキーは粘着性、疎水性、柔軟性のある有機材料であり、最終紙製品の品質を低下させるだけでなく、製紙機械を詰まらせ、停止時間を浪費することがあります。スティッキーを除去するための化学的方法は、歴史的に100%満足していない。
<!粘着はエステル結合によって保持され、パルプ中のエステラーゼ酵素の使用はそれらの除去を大幅に改善した。エステラーゼは、粘着性物質をより小さく水溶性の化合物に切断し、パルプからの除去を容易にする。この10年の初期の段階から、エステラーゼは粘着制御の一般的なアプローチとなっています。彼らの限界は酵素であり、通常は中程度の温度およびpHでのみ有効である。
<!また、特定のエステラーゼは特定のタイプのエステルに対してのみ有効であり、パルプ中の他の化学物質の存在がそれらの活性を阻害する可能性がある。新しい酵素、既存の酵素の遺伝的修飾、有効温度およびpH範囲の拡大、基質の能力の探索が行われています。洗剤
酵素は、Novozymesによって最初に導入されて以来、30年以上にわたり多くの種類の洗剤に使用されてきた。洗濯洗剤中の酵素の伝統的な使用には、草のしみ、赤ワイン、土壌などに見られるような、汚れを引き起こすタンパク質を分解する酵素が含まれていました。リパーゼは、脂肪汚れを分解し、グリーストラップまたは他の脂肪ベースの洗浄用途を溶解するのに使用できる別の有用なクラスの酵素である。現在のところ、一般的な研究分野は、高温および低温において耐性を有するか、またはより高い活性を有することができる酵素の研究である。耐熱性および耐冷性酵素の探索は地球に広がっている。これらの酵素は、温水サイクルにおける洗濯プロセスおよび/または色および暗室の洗浄のための低温での洗濯プロセスを改善するために特に望ましい。また、高温が要求される工業プロセスや、厳しい条件下(例えば、北極)でのバイオレメディエーションにも有用です。部位特異的突然変異誘発およびDNAシャッフリングなどの異なるDNA技術を使用して、組換え酵素(操作されたタンパク質)が求められている。織物
衣類、家具、その他の家庭用品が作られている織物を作るために酵素が広く使われています。繊維産業によって引き起こされる汚染を低減する要求がますます増大しているため、ほとんどすべての繊維製造プロセスにおいて、厳しい化学物質を酵素に置き換えたバイオテクノロジーの進歩が促進されている。酵素は、織りのための綿の調製を強化し、不純物を減少させ、布帛中の「引っ張り」を最小にし、またはすすぎ時間を短縮し、色品質を改善するために死ぬ前に前処理として使用する。これらのすべてのステップは、プロセスを毒性や環境にやさしくするだけでなく、生産プロセスに伴うコストを削減し、天然資源(水、電気、燃料)の消費を削減すると同時に、最終繊維製品の品質を向上させます。食品および飲料
これは、大部分の人々がすでによく知っている酵素技術の国内用途です。歴史的に、人間は何世紀にもわたって、初期のバイオテクノロジーの実践において、実際にそれを知らずに、食品を生産するために酵素を使用してきました。
ワイン、ビール、酢、チーズは、利用された酵母やバクテリアの酵素のために作ることができました。バイオテクノロジーは、これらのプロセスに関与する特定の酵素を単離し、特徴付けることを可能にした。各製品の風味と品質を向上させる特定の用途に特化した菌株の開発を可能にしました。酵素はまた、プロセスをより安く予測可能にするために使用することができ、醸造されたすべてのバッチで高品質の製品が保証されます。他の酵素は、老化に必要な時間を短縮し、製品の清澄化または安定化を助け、またはアルコールおよび糖含有量の制御を助ける。
長年にわたって、デンプンを砂糖に変える酵素も使われてきました。トウモロコシおよび小麦シロップは、甘味料として食品産業全体で使用されている。酵素技術を用いると、これらの甘味料の生産は、サトウキビ砂糖を使用するよりも安価になる可能性がある。酵素は、プロセスのすべての段階について、バイオ技術的方法を用いて開発され、強化されている。
レザー
これまで、使用可能な革に鞣しするプロセスは、多くの有害な化学物質の使用を伴いました。酵素技術は、これらの化学物質のいくつかを置き換えることができ、そのプロセスは実際にはより迅速かつ効率的に進歩しています。脂肪と髪をハイドから取り除くプロセスの最初のステップに適用できる酵素があります。酵素はまた、洗浄、ケラチンおよび色素除去、および皮の柔軟性を高めるために使用される。彼らはまた、タンニングプロセス中に革が腐敗するのを防ぐためにレザーを安定させるのに役立ちます。生分解性プラスチック
伝統的な方法で製造されたプラスチックは、再生不能な炭化水素資源から製造される。それらは互いに密接に結合し、微生物を分解することによって容易に分解することができない長いポリマー分子からなる。生分解性プラスチックは、コムギ、トウモロコシまたはジャガイモの植物ポリマーを使用して製造することができ、より短く、より容易に分解されたポリマーからなる。生分解性プラスチックはより水溶性であるので、それらを含む多くの現在の製品は、生分解性ポリマーと非分解性ポリマーの混合物である。特定の細菌は、細胞内にプラスチックの顆粒を生成することができる。このプロセスに関与する酵素の遺伝子は、その葉に顆粒を産生することができる植物にクローン化されている。プラントベースのプラスチックのコストはその使用を制限し、消費者が広く受け入れられていない。
Bioethanol
Bioethanolは、広範な公衆の受け入れをすでに満たしているバイオ燃料です。あなたはすでにあなたの車に燃料を追加するときにバイオエタノールを使用しているかもしれません。バイオエタノールは、効率的に変換を行うことができる酵素を用いて、デンプン質植物材料から製造することができる。現在、トウモロコシは広く使用されているデンプン源ですが、バイオエタノールへの関心が高まっているため、トウモロコシの価格が上昇し、食糧としてのトウモロコシが脅かされていることが懸念されています。小麦、竹または他の草を含む他の植物が、バイオエタノール生産のための澱粉の候補源であり得る。温室効果ガスの排出量に関して、バイオエタノールの製造コストが化石燃料の消費量より少ないかどうかは議論の余地がある。バイオエタノール生産(作物、出荷、製造)は、依然として再生不可能な資源を大量に投入する必要があります。プロセスをより効率的にするための酵素の技術研究や操作は、植物材料の削減や化石燃料の消費を少なくして、バイオテクノロジー分野での改善を図っています。