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JP7648050B2 - Yeast with cellobiose-decomposing ability - Google Patents
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JP7648050B2 - Yeast with cellobiose-decomposing ability - Google Patents

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本発明は、セロビオース分解能を有する酵母に関する。 The present invention relates to a yeast having the ability to decompose cellobiose.

地球温暖化の影響が顕在化する中、バイオエタノールは再生可能で環境に優しい代替エネルギー源として注目されている。しかしながら、コスト面や原料となるバイオマス不足等から我が国ではその生産はほとんど行われていない。海外においても第2世代バイオマスを原料とするには採算性の点から超大規模な施設が必要と考えられている。SDGs達成のためにも低コスト化ができる革新的な技術開発が求められている。 As the effects of global warming become more apparent, bioethanol is attracting attention as a renewable and environmentally friendly alternative energy source. However, due to costs and a shortage of biomass as a raw material, bioethanol is hardly produced in Japan. Even overseas, it is thought that ultra-large-scale facilities would be necessary to use second-generation biomass as a raw material in order to be profitable. In order to achieve the SDGs, there is a need to develop innovative technologies that can reduce costs.

第2世代バイオマスであるセルロースからエタノールを生産する場合には、セルラーゼの一種であるセロビオハイドロラーゼ(CBH)、エンドグルカナーゼ(EG)、およびβ-グルコシダーゼ(BGL)の3種分解酵素が必須である。CBHはセルロース鎖の末端から加水分解するセルラーゼであり、EGはセルロース鎖を内部から加水分解するセルラーゼである。一方、BGLは、CBHやEGの分解により生じたセロビオース(グルコースが二つ結合したもの)などのセロオリゴ糖を加水分解し、グルコースを生成する。
これらセルロース分解酵素は第1世代バイオマスのデンプン分解酵素と比べて数倍高価であり、また糖化反応に用いるセルラーゼがデンプン系バイオマスの酵素糖化反応に用いるアミラーゼと比べて大量に必要であることから、酵素コストが高く実用化に至っていない。このように、第2世代バイオマスであるセルロース系バイオマスからのエタノール生産においては、特に加水分解酵素経費の低減化が求められている。
When producing ethanol from cellulose, which is second-generation biomass, three types of cellulase enzymes are essential: cellobiohydrolase (CBH), endoglucanase (EG), and β-glucosidase (BGL). CBH is a cellulase that hydrolyzes the cellulose chain from the end, and EG is a cellulase that hydrolyzes the cellulose chain from the inside. Meanwhile, BGL hydrolyzes cellooligosaccharides such as cellobiose (a compound formed by the linkage of two glucose molecules) that are generated by the decomposition of CBH and EG, to generate glucose.
These cellulolytic enzymes are several times more expensive than starch-degrading enzymes for first-generation biomass, and cellulases used in the saccharification reaction are required in larger quantities than amylases used in the enzymatic saccharification reaction of starch-based biomass, making the enzymes expensive and preventing their practical use. Thus, in the production of ethanol from cellulosic biomass, which is second-generation biomass, there is a demand for reducing the cost of hydrolytic enzymes in particular.

セルロース系バイオマスからのエタノール生産における上記の課題を解決するために、仮に、市販セルラーゼであるBGLの使用量を削減すると、生成物であるグルコースによってBGLが阻害され、セロビオースが蓄積する。蓄積したセロビオースはCBHやEGを阻害し、結果として糖化反応が強く阻害される。また、コスト削減のために自家生産のセルラーゼを使用した場合、糸状菌(主にTrichoderma reesei)のセルラーゼは、BGLの活性が弱いことからセルロース糖化率が低く、最終的なエタノール生産量が下がる。これらの問題の共通点は、セロビオースの蓄積にある。
これまで、サッカロマイセス・セレビシエにおいて糖化酵素をDNA組換えによって生産する多くの試みが行われているが(例えば、特許文献1)、DNA組換えであることから組換え酵母拡散防止のために封じ込めの設備費や生産後の廃棄処理経費がかかることからこれまでエタノール発酵生産には使われていない。
If the amount of BGL, a commercially available cellulase, used is reduced to solve the above problems in ethanol production from cellulosic biomass, the product glucose inhibits BGL, resulting in the accumulation of cellobiose. The accumulated cellobiose inhibits CBH and EG, resulting in strong inhibition of the saccharification reaction. Furthermore, when homemade cellulase is used to reduce costs, the cellulase of filamentous fungi (mainly Trichoderma reesei) has low BGL activity, resulting in a low cellulose saccharification rate and a low final ethanol production. The common point between these problems is the accumulation of cellobiose.
Many attempts have been made to produce saccharifying enzymes in Saccharomyces cerevisiae by DNA recombination (e.g., Patent Document 1). However, because this involves DNA recombination, it requires the cost of containment equipment to prevent the recombinant yeast from spreading and the cost of waste disposal after production, and therefore, it has not been used for ethanol fermentation production.

国際公開第2013/146540号パンフレットInternational Publication No. 2013/146540

本発明は上記課題に鑑み、DNA組換え技術によらない育種法により、セルロース系バイオマスを用いたエタノール生産に利用可能な、糖化酵素が機能するように変異した酵母の提供を課題とする。本発明は特に、セロビオース分解能を有する変異株の提供を課題とする。 In view of the above problems, the present invention aims to provide a yeast strain that has been mutated to have a saccharification enzyme that can be used for ethanol production using cellulosic biomass, by a breeding method that does not rely on DNA recombinant technology. In particular, the present invention aims to provide a mutant strain that has the ability to decompose cellobiose.

これまでに本発明者らは高温発酵に不可欠な耐熱性酵母の開発を進めてきた(Lertwattanasakul, et al, Biotechnol Biofuels, 8:47. doi:10.1186/s13068-015-0227-x, 2015)。耐熱性酵母は40~43℃で効率的にエタノール発酵ができ、世界的にエタノール生産に利用されている酵母(サッカロマイセス・セレビシエ:Saccharomyces・cerevisiae)と比べておよそ10℃高温で安定に発酵が可能であることが示されてきた。発酵では発酵熱によって発酵槽の温度が上昇し、その温度上昇はサッカロマイセス・セレビシエの生育や発酵能力を抑制することから冷却が不可欠となる。しかしながら耐熱性酵母を用いる場合そのような冷却は不要となることから、冷却エネルギー(コスト)削減ひいてはCO削減につながる。また、糖化発酵を同時に行う並行複発酵において耐熱性酵母は約10℃高い温度で発酵できるためサッカロマイセス・セレビシエと比べて糖化酵素量を1/2に減量でき、経費を削減できる。
耐熱性酵母もサッカロマイセス・セレビシエと同様にセルロース系バイオマスを用いる場合、セロビオハイドロラーゼ(CBH)、エンドグルカナーゼ(EG)、およびβ-グルコシダーゼ(BGL)の3種の糖化反応用の酵素が必要であるが、その酵素を耐熱性酵母が生産できればエタノール生産コストをさらに削減することができる。
The present inventors have been developing thermotolerant yeast, which is essential for high-temperature fermentation (Lertwattanasakul, et al, Biotechnol Biofuels, 8:47. doi:10.1186/s13068-015-0227-x, 2015). Thermotolerant yeast can efficiently ferment ethanol at 40 to 43°C, and it has been shown that it can ferment stably at temperatures approximately 10°C higher than yeast (Saccharomyces cerevisiae) that is used worldwide for ethanol production. In fermentation, the temperature of the fermentation tank rises due to the heat of fermentation, and this temperature increase suppresses the growth and fermentation ability of Saccharomyces cerevisiae, making cooling essential. However, when using thermotolerant yeast, such cooling is not necessary, which leads to a reduction in cooling energy (cost) and therefore a reduction in CO2 emissions. In addition, in parallel multiple fermentation, where saccharification and fermentation are performed simultaneously, the thermotolerant yeast can ferment at a temperature approximately 10°C higher, so the amount of saccharification enzyme can be reduced to half compared to Saccharomyces cerevisiae, thereby reducing costs.
Like Saccharomyces cerevisiae, when thermotolerant yeast uses cellulosic biomass, three types of enzymes for saccharification reaction, namely cellobiohydrolase (CBH), endoglucanase (EG), and β-glucosidase (BGL), are required. If thermotolerant yeast can produce these enzymes, the cost of ethanol production can be further reduced.

本発明者らは、当該耐熱性酵母を用いて紫外線照射処理、場合により特定の薬剤を含有する培地を用いた培養により、セロビオースを分解可能な酵母の変異株を得ることができ、セロビオース分解能を有する酵母の育種法の確立に成功した。当該変異株はセロビオース資化エタノール発酵も可能であった。本発明は上記知見に基づき完成された発明であり、以下の態様を含む:
すなわち、本発明の一態様は、
〔1〕セロビオース分解能を有するクルイベロマイセス・マルシアヌスまたはクルイベロマイセス・ラクティスの変異株に関する。
ここで本発明の変異株は一実施の形態において、
〔2〕上記〔1〕に記載の変異株であって、
野生株と比較して、増大したセロビオース分解能を有することを特徴とする。
また本発明の変異株は一実施の形態において、
〔3〕上記〔1〕または〔2〕に記載の変異株であって、
クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株を親株とした変異により得られた株であり、前記クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株と比較して、増大したセロビオース分解能を有する株であることを特徴とする。
また本発明の変異株は一実施の形態において、
〔4〕上記〔3〕に記載の変異株であって、前記クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株に紫外線照射処理、および、アセトアルデヒド阻害剤、エリゴステロール合成阻害剤もしくは成長抑制剤の少なくとも一つを含む培地を用いた培養処理により得られることを特徴とする。
また本発明の変異株は一実施の形態において、
〔5〕上記〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の変異株であって、
SY13-1-4株(受託番号:P-03284)、SY15-2-12株(受託番号:P-03286)、SY15-1-43株(受託番号:P-03285)、もしくは、SY15-1-19株(受託番号:P-03253)、または、それらの変異株であることを特徴とする。
また本発明は別の態様において、
〔6〕上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の変異株またはその溶解物を含む、セロビオース分解用組成物に関する。
また本発明は別の態様において、
〔7〕上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の変異株または上記〔6〕に記載のセロビオース分解用組成物を用いる、セロビオースの分解方法に関する。
また本発明は別の態様において、
〔8〕エタノールを生産する方法であって、
上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の変異株または上記〔6〕に記載のセロビオース分解用組成物を用いてセロビオースを糖化する工程を含む、エタノールの生産方法に関する。
ここで本発明のエタノールを生産する方法は一実施の形態において、
〔9〕上記〔8〕に記載のエタノールを生産する方法であって、
前記セロビオースを糖化する工程において、グルコース資化エタノール発酵微生物をさらに用いることを特徴とする。
また本発明のエタノールを生産する方法は一実施の形態において、
〔10〕上記〔8〕または〔9〕に記載のエタノールを生産する方法であって、
セルラーゼ産生菌または、セロビオハイドロラーゼもしくはエンドグルカナーゼを用いて、セルロースをセロビオースに糖化する工程をさらに含むことを特徴とする。
The present inventors were able to obtain a mutant yeast strain capable of decomposing cellobiose by subjecting the thermotolerant yeast to ultraviolet irradiation treatment and, in some cases, culturing the yeast in a medium containing a specific drug, and thus succeeded in establishing a method for breeding yeast with cellobiose-decomposing properties. The mutant strain was also capable of assimilating cellobiose into ethanol. The present invention was completed based on the above findings, and includes the following aspects:
That is, one aspect of the present invention is
[1] The present invention relates to a mutant strain of Kluyveromyces marxianus or Kluyveromyces lactis having an ability to decompose cellobiose.
In one embodiment, the mutant strain of the present invention comprises:
[2] The mutant strain according to [1] above,
It is characterized by having an increased ability to decompose cellobiose as compared to the wild-type strain.
In one embodiment, the mutant strain of the present invention comprises:
[3] The mutant strain according to [1] or [2] above,
The strain is obtained by mutation using the Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain as a parent strain, and is characterized in that it has an increased cellobiose-decomposing ability compared to the Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain.
In one embodiment, the mutant strain of the present invention comprises:
[4] The mutant strain according to [3] above, characterized in that it is obtained by subjecting the Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain to ultraviolet irradiation treatment and culturing it in a medium containing at least one of an acetaldehyde inhibitor, an erygosterol synthesis inhibitor, and a growth inhibitor.
In one embodiment, the mutant strain of the present invention comprises:
[5] The mutant strain according to any one of [1] to [4] above,
The strain is characterized in that it is SY13-1-4 strain (accession number: P-03284), SY15-2-12 strain (accession number: P-03286), SY15-1-43 strain (accession number: P-03285), SY15-1-19 strain (accession number: P-03253), or a mutant strain thereof.
In another aspect, the present invention comprises:
[6] The present invention relates to a composition for decomposing cellobiose, comprising the mutant strain according to any one of [1] to [5] above or a lysate thereof.
In another aspect, the present invention comprises:
[7] The present invention relates to a method for decomposing cellobiose, which uses the mutant strain according to any one of [1] to [5] above or the composition for decomposing cellobiose according to [6] above.
In another aspect, the present invention comprises:
[8] A method for producing ethanol, comprising:
The present invention relates to a method for producing ethanol, comprising a step of saccharifying cellobiose using the mutant strain according to any one of [1] to [5] above or the composition for decomposing cellobiose according to [6] above.
In one embodiment, the method for producing ethanol of the present invention comprises:
[9] The method for producing ethanol according to [8] above,
The method is characterized in that a glucose-utilizing ethanol-fermenting microorganism is further used in the step of saccharifying cellobiose.
In one embodiment, the method for producing ethanol of the present invention further comprises:
[10] The method for producing ethanol according to [8] or [9] above,
The method is characterized by further comprising a step of saccharifying cellulose into cellobiose using a cellulase-producing bacterium, or cellobiohydrolase or endoglucanase.

本発明に係るセロビオース分解能を有するクルイベロマイセス・マルシアヌスまたはクルイベロマイセス・ラクティスの変異株によれば、セルロース系バイオマスの糖化反応時における加水分解酵素経費の低減化やセロビオース蓄積によるBGL阻害の問題を解消することができる。 The mutant strain of Kluyveromyces marxianus or Kluyveromyces lactis having the ability to decompose cellobiose according to the present invention can reduce the cost of hydrolytic enzymes during the saccharification reaction of cellulosic biomass and can solve the problem of BGL inhibition due to cellobiose accumulation.

図1は、耐熱性発酵酵母を用いたセルロース系バイオマスからのエタノール生産に関する一実施の形態の概要図を示す。セルロースは、セルラーゼ産生菌、たとえば糸状菌のCBH酵素およびEG酵素によりセロビオースに分解される。セロビオースは、BGL酵素によりグルコースに分解され、耐熱性発酵酵母のエタノール生産の資源として利用される。一方、本発明により提供されるセロビオース分解能を有する耐熱性発酵酵母の変異株を用いる場合には、セロビオースを直接の資源としてエタノール生産を可能とする。1 shows a schematic diagram of one embodiment of ethanol production from cellulosic biomass using thermotolerant fermentation yeast. Cellulose is decomposed into cellobiose by the CBH enzyme and EG enzyme of cellulase-producing bacteria, for example, filamentous fungi. Cellobiose is decomposed into glucose by the BGL enzyme and used as a resource for ethanol production by thermotolerant fermentation yeast. On the other hand, when a mutant strain of thermotolerant fermentation yeast having the ability to decompose cellobiose provided by the present invention is used, ethanol production is possible using cellobiose as a direct resource. 図2は以下の実施例において クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株を親株として紫外線照射および薬剤含有培地を用いた培養による育種法により、セロビオース分解能を有する耐熱性変異酵母を単離した過程を示すフロー図である。FIG. 2 is a flow chart showing the process of isolating a thermotolerant mutant yeast having cellobiose-decomposing ability by a breeding method using Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain as a parent strain and culturing it in a drug-containing medium in the following Examples. 図3は、クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株の変異株であるSY13-1-4株の細胞生育試験、セロビオース分解能試験、および、エタノール生産試験のそれぞれの結果を示すグラフである。対照として、親株であるDMKU3-1042株を用いた。3 is a graph showing the results of a cell growth test, a cellobiose decomposition test, and an ethanol production test for the SY13-1-4 strain, which is a mutant strain of the Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain. The parent strain DMKU3-1042 was used as a control. 図4は、クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株の変異株であるSY14-3-7株の細胞生育試験、セロビオース分解能試験、および、エタノール生産試験のそれぞれの結果を示すグラフである。対照として、親株であるDMKU3-1042株を用いた。4 is a graph showing the results of a cell growth test, a cellobiose decomposition test, and an ethanol production test for the SY14-3-7 strain, which is a mutant strain of the Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain. The parent strain DMKU3-1042 was used as a control. 図5は、クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株の変異株であるSY15-1-19株の細胞生育試験、セロビオース分解能試験、および、エタノール生産試験のそれぞれの結果を示すグラフである。対照として、親株であるDMKU3-1042株を用いた。5 is a graph showing the results of a cell growth test, a cellobiose decomposition test, and an ethanol production test for the SY15-1-19 strain, which is a mutant strain of the Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain. The parent strain, DMKU3-1042, was used as a control. 図6は、クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株の変異株であるSY15-1-43株の細胞生育試験、セロビオース分解能試験、および、エタノール生産試験のそれぞれの結果を示すグラフである。対照として、親株であるDMKU3-1042株を用いた。6 is a graph showing the results of a cell growth test, a cellobiose decomposition test, and an ethanol production test for the SY15-1-43 strain, which is a mutant strain of the Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain. The parent strain DMKU3-1042 was used as a control. 図7は、クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株の変異株であるSY15-2-12株の細胞生育試験、セロビオース分解能試験、および、エタノール生産試験のそれぞれの結果を示すグラフである。対照として、親株であるDMKU3-1042株を用いた。7 is a graph showing the results of a cell growth test, a cellobiose decomposition test, and an ethanol production test for the SY15-2-12 strain, which is a mutant strain of the Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain. The parent strain DMKU3-1042 was used as a control.

本発明の一態様は、セロビオース分解能を有するクルイベロマイセス・マルシアヌス(Kluyveromyces・marxianus)またはクルイベロマイセス・ラクティス(Kluyveromyces・lactis)の変異株を提供する。
本発明に係る変異株はセロビオース分解能を有するため、セロビオースの糖化反応を可能とする。また本発明に係る変異株は、セルロース系バイオマスを用いたエタノール生産において、セロビオース資化エタノール発酵を可能とする。
One aspect of the present invention provides a mutant strain of Kluyveromyces marxianus or Kluyveromyces lactis having cellobiose decomposition ability.
The mutant strain according to the present invention has the ability to decompose cellobiose, and therefore enables the saccharification of cellobiose. Furthermore, the mutant strain according to the present invention enables cellobiose assimilation and ethanol fermentation in ethanol production using cellulosic biomass.

「セロビオース」とはグルコース2分子がβ1、4結合でつながった二糖をいう。セルロース系バイオマスを利用したエタノール生産において、セロビオースは、セロビオハイドロラーゼ(CBH)およびエンドグルカナーゼ(EG)の作用によりセルロースの分解物として生産される。本明細書における「セロビオース分解能を有するクルイベロマイセス・マルシアヌスまたはクルイベロマイセス・ラクティスの変異株」とは、培養液中に含まれるセロビオースをグルコースに分解する能力を有するクルイベロマイセス・マルシアヌスまたはクルイベロマイセス・ラクティスの変異株をいう。クルイベロマイセス・マルシアヌスまたはクルイベロマイセス・ラクティス属に属する菌体は実質的にセロビオース分解能を有しない。よって、本発明に係るセロビオース分解能を有するクルイベロマイセス・マルシアヌスまたはクルイベロマイセス・ラクティスの変異株は、セロビオース分解能が増大した変異体である。一実施の形態において、セロビオース分解能を有するクルイベロマイセス・マルシアヌスまたはクルイベロマイセス・ラクティスの変異株は、野生株と比較して、増大したセロビオース分解能を有するものである。クルイベロマイセス・マルシアヌスの野生株としては、DMKU3-1042株を挙げることができ、また、クルイベロマイセス・ラクティスの野生株としては、NBRC 0433株を挙げることができる。
また「セロビオース分解能を有するクルイベロマイセス・マルシアヌスまたはクルイベロマイセス・ラクティスの変異株」の一実施の形態は、クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株を親株とした変異により得られた株であり、クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株と比較して、増大したセロビオース分解能を有するものである。また「セロビオース分解能を有する変異株」とは、より具体的な例示として、以下に限定されないが、セロビオース含有培地(例えば、0.17% Yeast Nitrogen base (アミノ酸不含有)、0.08% Ammonium sulfate、0.5% yeast extract、および、3% cellobioseの混合培地)100mlに懸濁度(OD660)=0.1となるように変異株含有培養液を移し、40℃の温度条件下で一定時間(例えば、48~60時間)振とう培養(160rpm)した場合に、前記培地に含有するセロビオースの30%以上、好ましくは40%以上、50%以上、60%以上、より好ましくは90%以上のセロビオースを分解する変異株を例示することができる。また例えば、3%セロビオースを含有する上記セロビオース含有培地100mlに懸濁度(OD660)=0.1となるように菌体培養液を移し、40℃の温度条件下で一定時間(例えば、20~40時間)振とう培養(160rpm)した場合に、1%(W/V)以上、好ましくは2%(W/V)以上、より好ましくは2.5%(W/V)以上のセロビオースを分解しうる変異株を例示することができる。
上記のように、セロビオース含有培地で変異株を一定期間培養した後、培養後の培地に残るセロビオースの濃度を測定することによりセロビオース分解能を評価することができる。培地中のセロビオース濃度の測定方法は公知の手法を採用することができ、例えば、下記実施例に示すジニトロサリチル酸法(DNSA法)や高速液体クロマトグラフィー(HPLC法)を用いることができる。
"Cellobiose" refers to a disaccharide in which two glucose molecules are linked by a β1,4 bond. In ethanol production using cellulosic biomass, cellobiose is produced as a decomposition product of cellulose by the action of cellobiohydrolase (CBH) and endoglucanase (EG). In this specification, "a mutant strain of Kluyveromyces marxianus or Kluyveromyces lactis having the ability to decompose cellobiose contained in a culture solution into glucose" refers to a mutant strain of Kluyveromyces marxianus or Kluyveromyces lactis having the ability to decompose cellobiose contained in a culture solution into glucose. Bacteria belonging to the genus Kluyveromyces marxianus or Kluyveromyces lactis do not substantially have the ability to decompose cellobiose. Therefore, the mutant strain of Kluyveromyces marxianus or Kluyveromyces lactis having the ability to decompose cellobiose according to the present invention is a mutant with an increased ability to decompose cellobiose. In one embodiment, the mutant strain of Kluyveromyces marxianus or Kluyveromyces lactis having cellobiose-decomposing ability has increased cellobiose-decomposing ability compared to a wild-type strain. An example of a wild-type strain of Kluyveromyces marxianus is the DMKU3-1042 strain, and an example of a wild-type strain of Kluyveromyces lactis is the NBRC 0433 strain.
Furthermore, one embodiment of the "Kluyveromyces marxianus or Kluyveromyces lactis mutant strain having cellobiose-decomposing ability" is a strain obtained by mutation using the Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain as a parent strain, and has increased cellobiose-decomposing ability compared to the Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain. Further, a more specific example of a "mutant having the ability to decompose cellobiose" is, but is not limited to, a mutant that decomposes 30% or more, preferably 40% or more, 50% or more, 60% or more, and more preferably 90% or more of the cellobiose contained in a cellobiose-containing medium (e.g., a mixed medium of 0.17 % yeast nitrogen base (containing no amino acids), 0.08% ammonium sulfate, 0.5% yeast extract, and 3% cellobiose) when a culture solution containing the mutant is transferred to 100 ml of the medium so as to have a turbidity (OD 660 ) of 0.1 and the culture is subjected to shaking culture (160 rpm) for a certain period of time (e.g., 48 to 60 hours) at a temperature of 40°C. Furthermore, for example, when a bacterial cell culture solution is transferred to 100 ml of the above cellobiose-containing medium containing 3% cellobiose so that the degree of suspension (OD 660 ) is 0.1, and the culture is subjected to shaking culture (160 rpm) at a temperature of 40° C. for a certain period of time (e.g., 20 to 40 hours), a mutant strain capable of decomposing cellobiose at 1% (W/V) or more, preferably 2% (W/V) or more, and more preferably 2.5% (W/V) or more can be exemplified.
As described above, the mutant strain is cultured in a cellobiose-containing medium for a certain period of time, and then the concentration of cellobiose remaining in the medium after the culture is measured to evaluate the cellobiose decomposition ability. The cellobiose concentration in the medium can be measured by a known method, for example, the dinitrosalicylic acid method (DNSA method) or high performance liquid chromatography (HPLC method) shown in the following Examples.

また本発明に係る変異株は、セロビオース資化エタノール発酵が可能である。本発明に係る変異株は、セロビオースをグルコースに糖化反応により分解することができ、得られたグルコースをエタノール発酵に利用することができる。本発明に係る変異株は一実施の形態において、クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株と比較して、増大したセロビオース資化エタノール発酵を有するものということができる。「セロビオース資化エタノール発酵ができる変異株」とは、より具体的には、以下に限定されないが、セロビオース含有培地(例えば、0.17% Yeast Nitrogen base(アミノ酸不含有)、0.08% Ammonium sulfate、0.5% yeast extract、および、3% cellobioseの混合培地)100mlに懸濁度(OD660)=0.1となるように変異株含有培養液を移し、40℃の温度条件下で一定時間(例えば、48~60時間)振とう培養(160rpm)した場合に、1%(W/V)以上、好ましくは2%(W/V)以上、より好ましくは2.5%(W/V)以上のエタノールを生産しうる変異株を例示することができる。
上記のように、セロビオース含有培地で変異体を一定期間培養した後、培養後の培地に生産されたエタノールの濃度を測定することによりセロビオース資化エタノール発酵におけるエタノール生産能を評価することができる。エタノールの濃度の測定方法は公知の手法を採用することができ、例えば、下記実施例に示す高速液体クロマトグラフィーを用いることができる。
Furthermore, the mutant strain according to the present invention is capable of cellobiose assimilation and ethanol fermentation. The mutant strain according to the present invention can decompose cellobiose into glucose by saccharification reaction, and the obtained glucose can be used for ethanol fermentation. In one embodiment, the mutant strain according to the present invention can be said to have increased cellobiose assimilation and ethanol fermentation compared to the Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain. More specifically, a "mutant capable of cellobiose assimilation and ethanol fermentation" is, but is not limited to, a mutant capable of producing 1% (W/V) or more, preferably 2% (W/V) or more, and more preferably 2.5% (W /V ) or more of ethanol when a mutant-containing culture solution is transferred to 100 ml of a cellobiose-containing medium (e.g., a mixed medium of 0.17% yeast nitrogen base (containing no amino acids), 0.08% ammonium sulfate, 0.5% yeast extract, and 3% cellobiose) so that the suspension degree (OD 660 ) becomes 0.1 and the culture is subjected to shaking culture (160 rpm) at a temperature of 40° C. for a certain period of time (e.g., 48 to 60 hours).
As described above, the mutant can be cultured in a cellobiose-containing medium for a certain period of time, and then the concentration of ethanol produced in the medium after the culture can be measured to evaluate the ethanol production ability in cellobiose-utilizing ethanol fermentation. The ethanol concentration can be measured by a known method, for example, high performance liquid chromatography as shown in the following examples.

本明細書において「変異株」とは、親株から所与の形質が変化した株をいい、以下に限定されないが、親株が有しない形質を新たに獲得した変異株や親株が有する形質の機能が向上または変化した変異体を含む。また「変異体」は自然突然変異体、紫外線照射、X線照射、変異誘発剤(例えば、N-メチル-N-ニトロ-N-ニトロソグアニジンなど)などを用いた突然変異誘発処理体、薬剤含有培地を用いたスクリーニングにより得られる変異体、および、倍数化体を含む。好ましい実施の形態において、変異株は、紫外線照射及び/または薬剤含有培地を用いた培養により選択され得る変異株である。紫外線照射または薬剤含有培地を用いた培養により選択された変異株は、DNA組換え技術を用いて作製された変異株と異なり、酵母拡散防止のための封じ込めの設備費や生産後の廃棄処理を不要とできる点において好ましい。 In this specification, the term "mutant" refers to a strain in which a given trait has been changed from a parent strain, and includes, but is not limited to, a mutant that has newly acquired a trait not possessed by the parent strain, or a mutant in which the function of a trait possessed by the parent strain has been improved or changed. In addition, "mutants" include natural mutants, mutants induced by UV irradiation, X-ray irradiation, mutagenized with a mutagen (e.g., N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine, etc.), mutants obtained by screening using a drug-containing medium , and polyploidized mutants. In a preferred embodiment, the mutant is a mutant that can be selected by UV irradiation and/or culture using a drug-containing medium. Unlike mutants produced using DNA recombination technology, mutants selected by UV irradiation or culture using a drug-containing medium are preferable in that they do not require the cost of containment equipment to prevent yeast from spreading and the disposal process after production.

上記に列挙する変異株の作製方法は公知の手法に準じて行うことができる。例えば、酵母の変異株を作製するための紫外線処理方法は公知であり、微生物育種用の紫外線照射装置などを用いて菌体に紫外線を照射することができる。紫外線照射量は、対象の菌株の約1割が生存する条件とすることが好ましい。具体的には、クリーンベンチ内で外径10cmのガラスシャーレーに細胞濁度がOD660 = 1.0となるように細胞を加えて殺菌ランプ(GL-15、株式会社ホタルクス製、波長=250nm)を距離20cmから5分間照射のようにして紫外線照射を行うことができる。 The above-listed mutant strains can be produced according to known methods. For example, ultraviolet treatment methods for producing yeast mutant strains are known, and ultraviolet rays can be irradiated onto the cells using an ultraviolet irradiation device for microbial breeding. The ultraviolet irradiation dose is preferably set to a level that allows about 10% of the target strain to survive. Specifically, cells are added to a glass petri dish with an outer diameter of 10 cm in a clean bench so that the cell turbidity is OD 660 = 1.0, and ultraviolet irradiation can be performed by irradiating the cells with a germicidal lamp (GL-15, manufactured by Hotalux Co., Ltd., wavelength = 250 nm) from a distance of 20 cm for 5 minutes.

また薬剤含有培地を用いた変異株の作製方法は例えば、以下のようにして行うことができる。薬剤含有培地に用いることのできる薬剤としては、アセトアルデヒド阻害剤、エリゴステロール合成阻害剤もしくは成長抑制剤を挙げることができる。これらの薬剤は、単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
アセトアルデヒド阻害剤としては、以下に限定されないが、Disulfiram(DSF)を挙げることができる。培地中のアセトアルデヒド阻害剤の濃度は、用いる薬剤などの条件により適宜設定することができる。アセトアルデヒド阻害剤としてDSFを用いる場合、以下に限定されないが、例えば0.1μM~10μMの範囲とすることができる。
エリゴステロール合成阻害剤としては、以下に限定されないが、Clotrimazole(CTZ)およびMiconazole(MCZ)を挙げることができる。培地中のエリゴステロール合成阻害剤の濃度は、用いる薬剤などの条件により適宜設定することができる。エリゴステロール合成阻害剤としてCTZまたはMCZを用いる場合、以下に限定されないが、例えばCTZの場合0.4μg/mL~4μg/mL、MCZの場合5μM~50μMの範囲とすることができる。
成長抑制剤としては、以下に限定されないが、グルコースアナログである2-deoxyglucose(2-DG)を挙げることができる。培地中の成長抑制剤の濃度は、用いる薬剤などの条件により適宜設定することができる。成長抑制剤として2-DGを用いる場合、以下に限定されないが、例えば0.01%(w/v)~0.5%(w/v)の範囲とすることができる。
上記に挙げる薬剤に加え、細胞膜の透過性を亢進させるAmphotericin B(AMB)やその他の薬剤なども用いてもよい。
薬剤を添加する培地は酵母の培養に適した公知の培地であればよく、セロビオースを含有していることが好ましい。以下に限定されないが、0.17% Yeast Nitrogen base (アミノ酸不含有)、0.08% Ammonium sulfate、0.5% yeast extract、および、3% cellobioseの混合培地を挙げることができ、当該混合培地に対して所望の薬剤を好ましい濃度となるように添加して用いることができる。
The method for producing a mutant strain using a drug-containing medium can be carried out, for example, as follows. Examples of drugs that can be used in the drug-containing medium include acetaldehyde inhibitors, erygosterol synthesis inhibitors, and growth suppressants. These drugs may be used alone or in combination of two or more.
An example of an acetaldehyde inhibitor is, but is not limited to, Disulfiram (DSF). The concentration of the acetaldehyde inhibitor in the medium can be appropriately set depending on the conditions such as the drug used. When DSF is used as the acetaldehyde inhibitor, the concentration can be, but is not limited to, in the range of, for example, 0.1 μM to 10 μM.
Examples of erigosterol synthesis inhibitors include, but are not limited to, clotrimazole (CTZ) and miconazole (MCZ). The concentration of the erigosterol synthesis inhibitor in the medium can be appropriately set depending on conditions such as the drug used. When CTZ or MCZ is used as the erigosterol synthesis inhibitor, the concentration can be, but is not limited to, in the range of 0.4 μg/mL to 4 μg/mL for CTZ and in the range of 5 μM to 50 μM for MCZ.
The growth inhibitor may be, but is not limited to, 2-deoxyglucose (2-DG), a glucose analog. The concentration of the growth inhibitor in the medium may be appropriately set depending on the conditions of the drug used. When 2-DG is used as the growth inhibitor, the concentration may be, but is not limited to, in the range of 0.01% (w/v) to 0.5% (w/v).
In addition to the drugs listed above, Amphotericin B (AMB) and other drugs that increase the permeability of cell membranes may also be used.
The medium to which the drug is added may be any known medium suitable for culturing yeast, and preferably contains cellobiose. Examples of the medium include, but are not limited to, a mixed medium of 0.17% yeast nitrogen base (containing no amino acids), 0.08% ammonium sulfate, 0.5% yeast extract, and 3% cellobiose, and the desired drug can be added to the mixed medium to a preferred concentration.

薬剤含有培地を用いて変異株を選択する手法は、薬剤含有培地を用いて一定期間、菌体を培養すればよい。培養条件は、以下に限定されないが、30~41℃で48~60時間とすることができる。 The method of selecting mutant strains using a drug-containing medium involves culturing the bacteria for a certain period of time in a drug-containing medium. The culture conditions are not limited to the following, but can be 30 to 41°C for 48 to 60 hours.

また紫外線照射処理後や薬剤含有培地を用いた培養後に、セロビオース含有培地を用いた長期間の継代培養を行うことも好ましい。長期間の継代培養を行うことによりセロビオース分解能またはセロビオース資化に適応した変異を定着させることができる。継代培養の例としては、変異を定着させることができる限り限定されないが、例えばセロビオース含有培地を用いた平板培地に培養後の変異株をまいて、37℃の条件下、24時間間隔、48時間間隔、74時間間隔、または、96時間間隔の継代培養を、240~432時間行うことができる。 It is also preferable to carry out long-term subculture using a cellobiose-containing medium after ultraviolet irradiation treatment or cultivation using a drug-containing medium. By carrying out long-term subculture, mutations adapted to cellobiose decomposition ability or cellobiose assimilation can be established. Examples of subculture are not limited as long as they can establish mutations, but for example, the cultured mutant strain can be plated on a plate medium using a cellobiose-containing medium, and subculture can be carried out at 24-hour, 48-hour, 74-hour, or 96-hour intervals at 37°C for 240 to 432 hours.

紫外線照射や薬剤含有培地を用いた培養などの変異処理後の変異株または変異処理後の長期培養を経た変異株は、平板培養により形成したコロニーの大きさ、生育能、セロビオース分解能、または、エタノール生産能を評価することで好ましい変異株を選択することができる。 Mutants that have been subjected to mutation treatments such as UV irradiation or cultivation in a drug-containing medium, or that have been cultivated for a long period of time after mutation treatment, can be used to select preferred mutants by evaluating the size of colonies formed by plate cultivation, growth ability, cellobiose decomposition ability, or ethanol production ability.

紫外線照射処理して変異株を単離する工程、または、薬剤含有培地を用いて菌株を培養し、変異株を単離する工程は、所望の性質を有する変異株が得られるまで複数回繰り返してもよい。 The process of isolating mutant strains by ultraviolet irradiation or the process of culturing the strain in a drug-containing medium and isolating mutant strains may be repeated multiple times until a mutant strain having the desired properties is obtained.

本発明の変異株は、一実施の形態において耐熱性を有する変異株である。本明細書において耐熱性を有するとは少なくとも40℃の条件下で生育可能であることを意味する。「少なくとも40℃の条件下で生育可能である」とは、40℃以上の高温条件下においても変異株が良好に生育することができることをいう。より具体的には40℃の条件下、好ましくは43℃の条件下、より好ましくは45℃の条件下で変異株が生育することができることをいう。
好ましい実施の形態において、本発明の変異株は少なくとも40℃の条件下において、セロビオース分解能、または、セロビオース資化エタノール発酵能を有する。
In one embodiment, the mutant strain of the present invention is a mutant strain having heat resistance. As used herein, having heat resistance means being able to grow under conditions of at least 40°C. "Able to grow under conditions of at least 40°C" means that the mutant strain can grow well even under high temperature conditions of 40°C or higher. More specifically, it means that the mutant strain can grow under conditions of 40°C, preferably under conditions of 43°C, and more preferably under conditions of 45°C.
In a preferred embodiment, the mutant strain of the present invention has the ability to decompose cellobiose or the ability to utilize cellobiose for ethanol fermentation under conditions of at least 40°C.

セロビオース分解能に加えて、少なくとも40℃の条件下で生育可能である変異株を得るためには、セロビオース分解能を有する変異株を得るための育種に用いる親株として、少なくとも40℃の条件下で生育可能な耐熱性株を用いればよい。少なくとも40℃の条件下で生育可能な耐熱性株は公知の菌株を用いることができ、例えば、クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株を用いることができる。 To obtain a mutant strain that has the ability to decompose cellobiose and can grow at a temperature of at least 40°C, a thermotolerant strain capable of growing at a temperature of at least 40°C may be used as a parent strain for breeding to obtain a mutant strain having the ability to decompose cellobiose. A known strain may be used as the thermotolerant strain capable of growing at a temperature of at least 40°C, for example, the Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain.

本発明の変異株は一実施の形態において、クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株を親株とした変異により得られた株である。より具体的には、クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株に紫外線照射処理と、アセトアルデヒド阻害剤、エリゴステロール合成阻害剤もしくは成長抑制剤の少なくとも一つを含む薬剤含有培地を用いた培養を行うことにより得られる、変異株である。なお、クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株は、耐熱性酵母株として特許第5051727号公報に開示されている株である(受託番号:NITE BP-283)。
本発明の変異株は一実施の形態において、SY13-1-4株、SY15-2-12株、SY15-1-43株、もしくは、SY15-1-19株、または、それらより誘導される変異株である。上記SY13-1-4株、SY15-2-12株、SY15-1-43株およびSY15-1-19株はそれぞれ順に受託番号NITE P-03284、NITE P-03286、NITE P-03285、およびNITE P-03253として、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室に所在するNITE独立行政法人製品評価技術基盤機構、特許微生物寄託センターにおいて2020年8月5日又は2020年9月15日に寄託されており、一定の条件下で分譲可能である。
In one embodiment, the mutant strain of the present invention is a strain obtained by mutation using Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain as a parent strain. More specifically, the mutant strain is obtained by subjecting Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain to ultraviolet irradiation treatment and culturing in a drug-containing medium containing at least one of an acetaldehyde inhibitor, an erygosterol synthesis inhibitor, or a growth inhibitor. The Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain is a strain disclosed in Japanese Patent No. 5051727 as a thermotolerant yeast strain (Accession No.: NITE BP- 283 ).
In one embodiment, the mutant strain of the present invention is SY13-1-4 strain, SY15-2-12 strain, SY15-1-43 strain, or SY15-1-19 strain, or a mutant strain derived therefrom. The above SY13-1-4 strain, SY15-2-12 strain, SY15-1-43 strain, and SY15-1-19 strain are deposited on August 5, 2020 or September 15, 2020 at the Patent Microorganism Deposit Center of the National Institute of Technology and Evaluation (NITE), located at Room 122, 2-5-8 Kazusa Kamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture, Japan, under the accession numbers NITE P-03284, NITE P-03286, NITE P-03285, and NITE P-03253, respectively, and can be distributed under certain conditions.

本発明は別の態様において、上記本発明の変異株またはその溶解物を含む、セロビオース分解用組成物を提供する。
本発明のセロビオース分解用組成物は、セロビオースの分解に用いることができる。本発明のセロビオース分解用組成物は、一実施の形態において、上記本発明の変異株の溶解物を含むことができ、これにより本発明の変異株由来のセロビオース分解酵素を含むことができる。上記溶解物を調製するための溶解方法としては特に制限されないが、微生物や植物などから得られる酵素製剤を加えて可溶化する酵素分解法や、酸やアルカリにより可溶化する加水分解法のほか、超音波処理等により物理的に細胞壁を壊してセロビオース分解酵素を菌体外に溶出させる方法を挙げることができる。
本発明のセロビオース分解用組成物は、変異株や酵素を維持するための培養液、安定剤などの添加剤をさらに含んでもよい。
In another aspect, the present invention provides a composition for decomposing cellobiose, comprising the mutant strain of the present invention or a lysate thereof.
The cellobiose decomposition composition of the present invention can be used for decomposing cellobiose. In one embodiment, the cellobiose decomposition composition of the present invention can contain a lysate of the mutant strain of the present invention, and can thus contain a cellobiose-decomposing enzyme derived from the mutant strain of the present invention. The dissolution method for preparing the lysate is not particularly limited, and examples thereof include an enzymatic decomposition method in which an enzyme preparation obtained from a microorganism or a plant is added to solubilize the enzyme, a hydrolysis method in which an acid or an alkali is used to solubilize the enzyme, and a method in which the cell wall is physically broken by ultrasonication or the like to elute the cellobiose-decomposing enzyme out of the bacterial cells.
The composition for decomposing cellobiose of the present invention may further contain additives such as a culture medium for maintaining the mutant strain and the enzyme, and a stabilizer.

本発明の別の態様は、上記本発明の変異株または上記本発明のセロビオース分解用組成物を用いる、セロビオースの分解方法を提供する。
本発明のセロビオース分解能を有する変異株または本発明のセロビオース分解用組成物を用いる限り、セロビオースの分解方法は限定されない。また本発明の変異株またはセロビオース分解用組成物を用いたセロビオースの分解方法は、セロビオースからグルコースの生成方法も含むものである。
例えば、セロビオースを含有する溶媒に本発明のセロビオース分解能を有する変異株または本発明のセロビオース分解用組成物を添加し、一定期間培養または反応させればよい。溶媒は、変異株またはセロビオース分解用組成物によるセロビオースの分解を可能とするものである限り限定されない。変異株を用いてセロビオースを分解する際、例えば、YPD培地(1%酵母エキス、2%ペプトン、2%グルコース)、YPAD培地(2%バクトペプトン、1%酵母エキス、2%グルコース、40μl/ml硫酸アデニン)、SD培地(2%グルコース、0.67%Lアミノ酸不含イーストニトロジェンベース)、YM培地(0.3%酵母エキス、0.3%麦芽抽エキス、0.5%ペプトン、1%グルコース)などの酵母培養液を用いることができる。
変異株を用いてセロビオースを分解する際、培養させる温度としては好ましくは30℃以上であり、より好ましくは30℃~45℃を例示することができる。また、培養方法としては、振とう培養、撹拌培養、振とう撹拌培養、連続培養静置培養、またはこれらの組み合わせを例示することができ、振とう培養または撹拌培養を好適に例示することができる。また培養時間としては、1~10日を例示することができ、2~7日を好適に例示することができ、2~3日をより好適に例示することができる。
Another aspect of the present invention provides a method for decomposing cellobiose, which uses the above-mentioned mutant strain of the present invention or the above-mentioned composition for decomposing cellobiose of the present invention.
The method for decomposing cellobiose is not limited as long as the mutant strain having the cellobiose decomposition ability of the present invention or the composition for decomposing cellobiose of the present invention is used. The method for decomposing cellobiose using the mutant strain or the composition for decomposing cellobiose of the present invention also includes a method for producing glucose from cellobiose.
For example, the mutant strain having cellobiose decomposition ability of the present invention or the composition for cellobiose decomposition of the present invention may be added to a solvent containing cellobiose, and cultured or reacted for a certain period of time. The solvent is not limited as long as it allows the mutant strain or the composition for cellobiose decomposition to decompose cellobiose. When cellobiose is decomposed using the mutant strain, for example, a yeast culture liquid such as YPD medium (1% yeast extract, 2% peptone, 2% glucose), YPAD medium (2% bactopeptone, 1% yeast extract, 2% glucose, 40 μl/ml adenine sulfate), SD medium (2% glucose, 0.67% yeast nitrogen base without L amino acids), or YM medium (0.3% yeast extract, 0.3% malt extract, 0.5% peptone, 1% glucose) may be used.
When cellobiose is decomposed using the mutant strain, the culture temperature is preferably 30° C. or higher, and more preferably 30° C. to 45° C. Examples of the culture method include shaking culture, stirring culture, shaking stirring culture, continuous culture stationary culture, and combinations thereof, and shaking culture or stirring culture is preferable. Examples of the culture time include 1 to 10 days, preferably 2 to 7 days, and more preferably 2 to 3 days.

上記態様で得られたセロビオースに由来するグルコースは、別の発酵工程と組み合わせるための原料としてもよい。また、本発明の変異株は、セロビオース資化エタノール発酵も可能な株である。
よって本発明の別の態様は、エタノールを生産する方法であって、上記本発明の変異株または上記本発明のセロビオース分解用組成物を用いて、セロビオースを糖化する工程を含む、エタノールの生産方法を提供する。本発明のセロビオース分解能を有する変異株または本発明のセロビオース分解用組成物を用いてセロビオースからグルコースを糖化処理する過程が含まれる限り、エタノールの生産方法は限定されない。
本態様において、本発明のセロビオース分解能を有する変異株は、セロビオースの糖化処理により得られたグルコースを利用してエタノール発酵をすることができるため、セロビオースを含有する培地で当該変異株を培養することでエタノールの生産までも可能とする。一実施の形態においては、グルコースからエタノールを生産するアルコール発酵を促進するために、グルコース資化エタノール発酵が可能な微生物をさらに用いてもよい。このようなグルコース資化エタノール発酵が可能な微生物は公知のものを利用することができ、サッカロマイセス属酵母、クルイベロマイセス属酵母などの酵母や、ザイモモナス属、ザイモバクター属などの細菌を挙げることができ、好ましくは耐熱性酵母(例えば、クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株)、耐熱性ザイモモナス・モビリス(Zymomonas・mobilis)などを挙げることができる。
The glucose derived from cellobiose obtained in the above embodiment may be used as a raw material for combination with another fermentation process. Furthermore, the mutant strain of the present invention is also capable of cellobiose assimilation and ethanol fermentation.
Thus, another aspect of the present invention provides a method for producing ethanol, comprising a step of saccharifying cellobiose using the mutant strain of the present invention or the composition for decomposing cellobiose of the present invention. The method for producing ethanol is not limited as long as it includes a step of saccharifying glucose from cellobiose using the mutant strain having the cellobiose-decomposing ability of the present invention or the composition for decomposing cellobiose of the present invention.
In this embodiment, the mutant strain having cellobiose decomposition ability of the present invention can perform ethanol fermentation using glucose obtained by saccharification of cellobiose, and thus it is possible to produce ethanol by culturing the mutant strain in a medium containing cellobiose. In one embodiment, a microorganism capable of glucose assimilation ethanol fermentation may be further used to promote alcoholic fermentation to produce ethanol from glucose. Such a microorganism capable of glucose assimilation ethanol fermentation can be a known one, and examples of the microorganism include yeasts such as Saccharomyces yeast and Kluyveromyces yeast, and bacteria such as Zymomonas and Zymobacter, and preferably includes thermotolerant yeast (e.g., Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain), thermotolerant Zymomonas mobilis, and the like.

また本発明のエタノールの生産方法は、一実施の形態において、セルラーゼ産生菌、または、セロビオハイドロラーゼもしくはエンドグルカナーゼを用いてセルロースをセロビオースに糖化する工程をさらに含む。
本発明のエタノールを生産する方法において、当該セルロースをセロビオースに分解する工程は、セロビオースを糖化する工程の前に行ってもよいし、同時に行ってもよい。
本発明に用いることのできるセルラーゼ産生菌は、セルロースをセロビオースに糖化できる限りにおいて限定されず、例えば、糸状菌、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus・licheniformis)などのバチルス属細菌、を用いることができる。
セロビオハイドロラーゼもしくはエンドグルカナーゼを用いてセルロースをセロビオースに糖化する場合、好ましい実施の形態は、セロビオハイドロラーゼおよびエンドグルカナーゼを用いてセルロースをセロビオースに糖化する形態である。
In one embodiment, the method for producing ethanol of the present invention further comprises a step of saccharifying cellulose into cellobiose using a cellulase-producing bacterium, or cellobiohydrolase or endoglucanase.
In the method for producing ethanol of the present invention, the step of decomposing the cellulose into cellobiose may be carried out before or simultaneously with the step of saccharifying the cellobiose.
The cellulase-producing bacteria that can be used in the present invention are not limited as long as they are capable of saccharifying cellulose into cellobiose, and for example, filamentous fungi and bacteria of the genus Bacillus such as Bacillus licheniformis can be used.
When cellulose is saccharified into cellobiose using cellobiohydrolase or endoglucanase, a preferred embodiment is an embodiment in which cellulose is saccharified into cellobiose using cellobiohydrolase and endoglucanase.

本発明におけるエタノールの生産方法において、培地から生産されたエタノールを回収する方法としては、従来公知のいかなる方法も適用することができ、例えば、固液分離操作によってエタノールを含む液層と、酵母や固形成分を含有する固層とを分離し、その後、液層に含まれるエタノールを蒸留法によって分離・精製することで回収する方法を例示することができる。 In the ethanol production method of the present invention, any conventionally known method can be used to recover the ethanol produced from the medium. For example, a method can be used in which a liquid layer containing ethanol is separated from a solid layer containing yeast and solid components by solid-liquid separation, and then the ethanol contained in the liquid layer is separated and purified by distillation to recover it.

(セロビオース分解能を有する耐熱性変異酵母の取得)
本実施例では、耐熱性酵母であるクルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株を親株として育種を行った。
1割の耐熱性酵母細胞が生存する条件で、DMKU3-1042株に対してクリーンベンチ内で外径10cmのガラスシャーレーに細胞濁度がOD660=1.0となるように細胞を加えて殺菌ランプ(GL-15、株式会社ホタルクス製、波長=250nm)を距離20cmから5分間照射のようにして紫外線照射(変異処理)を行った後、変異処理した酵母を10mLのセロビオース含有培地(0.17% Yeast Nitrogen base(アミノ酸不含有)、0.08% Ammonium sulfate、0.5% yeast extract、および、3% cellobioseの混合培地)に植菌し、40℃、160rpm、24時間振とう培養した。その後、上記セロビオース含有培地を用いた平板培地に培養後の変異株をまいて、37℃、48~72時間培養した。出現したコロニーのうち、大きいコロニー(96~144個)を選択し、さらにセロビオース消費およびエタノール生産の大きい株を選択した(SY5-1-17)。
なお、変異株培養後の培地中のセロビオース濃度およびエタノール濃度の測定は、HPLCを使用して行った。具体的には、培養液を遠心分離(1,400rpm、1分)し、上清をメンブレンフィルター(日本ポール社製)でろ過して検液とし、高速液体クロマトグラフィー(日立ハイテクノロジーズ社製)で測定することで求めた。培地中のエタノール濃度の測定における高速液体クロマトグラフィーの分析条件として、カラムはGelpack(登録商標)GL-C610-S(日立ハイテクノロジーズ社製)を使用し、計測時のオーブン温度は60℃、カラム内の流速は0.3ml/分とし、移動相にはイオン交換水を用いた。
(Obtaining a thermotolerant mutant yeast with cellobiose-decomposing ability)
In this example, breeding was carried out using the thermotolerant yeast Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain as a parent strain.
The DMKU3-1042 strain was irradiated with ultraviolet light (mutation treatment) for 5 minutes using a germicidal lamp (GL-15, Hotalux Co., Ltd., wavelength = 250 nm) from a distance of 20 cm under conditions in which 10% of the heat-resistant yeast cells survive, by adding cells to a glass petri dish with an outer diameter of 10 cm in a clean bench so that the cell turbidity reached OD 660 = 1.0, and the mutated yeast was then inoculated into 10 mL of cellobiose-containing medium (a mixed medium of 0.17% yeast nitrogen base (amino acid-free), 0.08% ammonium sulfate, 0.5% yeast extract, and 3% cellobiose) and cultured at 40°C, 160 rpm, and shaking for 24 hours. The cultured mutant strain was then plated on the cellobiose-containing medium and cultured for 48 to 72 hours at 37° C. Large colonies (96 to 144 colonies) were selected from the colonies that emerged, and a strain with high cellobiose consumption and ethanol production was further selected (SY5-1-17).
The cellobiose concentration and ethanol concentration in the medium after culturing the mutant strain were measured using HPLC. Specifically, the culture solution was centrifuged (1,400 rpm, 1 minute), the supernatant was filtered through a membrane filter (manufactured by Nippon Pall Co., Ltd.) to obtain a test liquid, and the concentration was measured by high performance liquid chromatography (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The analytical conditions for high performance liquid chromatography in measuring the ethanol concentration in the medium were as follows: the column was Gelpack (registered trademark) GL-C610-S (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), the oven temperature during measurement was 60°C, the flow rate in the column was 0.3 ml/min, and ion-exchanged water was used as the mobile phase.

次いで、SY5-1-17株に対して上記と同様の紫外線照射による変異処理とそれに続く上記セロビオース含有培地を用いた振とう培養、および、平板培養を経て、セロビオース消費およびエタノール生産の大きい株を選択した(SY5-1-17-3-40株)。さらに得られたSY5-1-17-3-40株を対象に上記と同様の紫外線照射による変異処理と、それに続く上記セロビオース含有培地を用いた長期間の継代培養(48時間間隔384~432時間の継代培養)を行う工程を複数回繰り返し、セロビオース消費およびエタノール生産の大きい株を選択した(SY12-2-35株)。SY12-2-35株に上記の紫外線照射による変異処理をさらに行い、その後1μM DSF(ジスルフィラム)をさらに含有するセロビオース含有培地を用いた振とう培養、および、平板培養を行った。出現したコロニーのうち、大きいコロニーを選択し、さらにセロビオース消費およびエタノール生産の大きい株を選択することで、最終的にセロビオース分解能に加えてセロビオース資化エタノール生産能を有する株(SY13-1-4株)の単離に成功した(図2)。 Next, the SY5-1-17 strain was subjected to the same mutation treatment by UV irradiation as above, followed by shaking culture using the cellobiose-containing medium and plate culture, and a strain with high cellobiose consumption and ethanol production was selected (SY5-1-17-3-40 strain). The obtained SY5-1-17-3-40 strain was further subjected to the same mutation treatment by UV irradiation as above, followed by long-term subculture (subculture for 384 to 432 hours at 48-hour intervals) using the cellobiose-containing medium multiple times, and a strain with high cellobiose consumption and ethanol production was selected (SY12-2-35 strain). The SY12-2-35 strain was further subjected to the above mutation treatment by UV irradiation, followed by shaking culture using a cellobiose-containing medium further containing 1 μM DSF (disulfiram), and plate culture. By selecting the larger colonies from those that emerged, and then selecting strains with high cellobiose consumption and ethanol production, we were finally able to isolate a strain (SY13-1-4) that had the ability to not only degrade cellobiose but also utilize cellobiose to produce ethanol (Figure 2).

上記で得られたSY13-1-4株から、さらにセロビオース分解能またはセロビオース資化エタノール生産能が向上した株を得るため下記操作を行った。
SY13-1-4株に対して上記紫外線照射による変異処理をさらに行い、その後1μM DSFおよび0.1% 2DG(2-デオキシグルコース)をさらに含有するセロビオース含有培地を用いた振とう培養、および、平板培養を行った。出現したコロニーのうち、大きいコロニーを選択し、さらにセロビオース消費およびエタノール生産の大きい株を選択することで、セロビオース分解能に加えてセロビオース資化エタノール生産能が向上した株(SY14-3-7株)の単離に成功した(図2)。
さらに、SY14-3-7株に対して上記紫外線照射による変異処理をさらに行った。変異処理後の振とう培養および平板培養には、3つの培地((i)1μM DSFおよび0.5% 2DGをさらに含むセロビオース含有培地、(ii)1μM DSFおよび0.5% 2DG、4μg CTZをさらに含むセロビオース含有培地、および、(iii) 10μM DSFおよび0.1% 2DGをさらに含むセロビオース含有培地)のそれぞれを用いて実施した。出現したコロニーのうち、大きいコロニーを選択し、さらにセロビオース消費およびエタノール生産の大きい株を選択することで、セロビオース分解能に加えてセロビオース資化エタノール生産能がより向上した株(SY15-2-12株、SY15-1-43株、SY15-1-19株)の単離に成功した(図2)。
In order to obtain a strain having improved cellobiose-decomposing ability or cellobiose-utilizing ethanol-producing ability from the above-obtained SY13-1-4 strain, the following operations were carried out.
The SY13-1-4 strain was further subjected to the above-mentioned UV irradiation mutation treatment, and then shake culture and plate culture were performed using a cellobiose-containing medium further containing 1 μM DSF and 0.1% 2DG (2-deoxyglucose). By selecting larger colonies from the colonies that emerged, and then selecting strains with high cellobiose consumption and ethanol production, we succeeded in isolating a strain (SY14-3-7 strain) with improved cellobiose decomposition ability and cellobiose assimilation ethanol production ability (FIG. 2).
Furthermore, the SY14-3-7 strain was further subjected to the above-mentioned mutation treatment by ultraviolet irradiation. The shaking culture and plate culture after the mutation treatment were carried out using three media ((i) a cellobiose-containing medium further containing 1 μM DSF and 0.5% 2DG, (ii) a cellobiose-containing medium further containing 1 μM DSF, 0.5% 2DG, and 4 μg CTZ, and (iii) a cellobiose-containing medium further containing 10 μM DSF and 0.1% 2DG). By selecting larger colonies from the colonies that appeared and further selecting strains with high cellobiose consumption and ethanol production, strains (SY15-2-12 strain, SY15-1-43 strain, and SY15-1-19 strain) with improved cellobiose decomposition ability and cellobiose assimilation ethanol production ability were successfully isolated (FIG. 2).

(生育試験、ならびに、セロビオース分解試験およびエタノール生産試験)
上述のようにして得られたセロビオース分解能を有する熱耐性変異酵母(SY13-1-4株、SY14-3-7株、SY15-2-12株、SY15-1-43株、SY15-1-19株)の生育能、セロビオース分解能、および、エタノール生産能を測定するために、以下の培養および測定を行った。変異株に対する対照としてクルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株(親株)を用いた。また生育試験の培養および測定と、セロビオース分化およびエタノール生産試験の培養および測定とはそれぞれ独立に行った。
SY13-1-4株、SY14-3-7株、SY15-2-12株、SY15-1-43株、SY15-1-19株、および、DMKU3-1042株のそれぞれを三角フラスコ中のセロビオース含有培地10mlに一白金耳植菌して、37℃の温度条件下、18時間振とう培養(160rpm)して前培養液を得た。次に、三角フラスコ中のセロビオース含有培地(セロビオースの含有量は、約3~4%(w/v))30mlに懸濁度(OD660)=0.1となるように前培養液を移し、40℃の温度条件下で振とう培養(160rpm)した。
(Growth test, cellobiose decomposition test, and ethanol production test)
The following culture and measurements were carried out to measure the growth ability, cellobiose decomposition ability, and ethanol production ability of the thermotolerant mutant yeasts having cellobiose decomposition ability obtained as described above (SY13-1-4 strain, SY14-3-7 strain, SY15-2-12 strain, SY15-1-43 strain, SY15-1-19 strain). Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain (parent strain) was used as a control for the mutant strains. The culture and measurements for the growth test and the culture and measurements for the cellobiose differentiation and ethanol production tests were carried out independently.
Each of the SY13-1-4, SY14-3-7, SY15-2-12, SY15-1-43, SY15-1-19, and DMKU3-1042 strains was inoculated into 10 ml of cellobiose-containing medium in an Erlenmeyer flask with a loopful of inoculation, and the preculture was obtained by shaking (160 rpm) for 18 hours at a temperature of 37 ° C. Next, the preculture was transferred to 30 ml of cellobiose-containing medium (cellobiose content is about 3 to 4% (w / v)) in an Erlenmeyer flask so that the degree of suspension (OD 660 ) was 0.1, and the preculture was performed at a temperature of 40 ° C. with shaking (160 rpm).

培養開始から12時間、24時間、36時間、48時間後のセロビオース分化能を有する耐熱性変異酵母及びクルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株の増殖、ならびに、培地中のセロビオースおよびエタノール濃度を測定した。セロビオース分化能を有する耐熱性変異酵母及びクルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042の増殖は、培養液の懸濁度(OD660)を分光光度計で測定することで求めた。培地中のセロビオース濃度は、下記のようにエタノール濃度と同時に測定した。培地中のエタノール濃度は、培養液を遠心分離(1,400rpm、1分)し、上清をメンブレンフィルター(日本ポール社製)でろ過して検液とし、高速液体クロマトグラフィー(日立ハイテクノロジーズ社製)で測定することで求めた。培地中のエタノール濃度の測定における高速液体クロマトグラフィーの分析条件として、カラムはGelpack(登録商標)GL-C610-S(日立ハイテクノロジーズ社製)を使用し、計測時のオーブン温度は60℃、カラム内の流速は0.3ml/分とし、移動相にはイオン交換水を用いた。 The growth of the thermotolerant mutant yeast having cellobiose differentiation ability and Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain, as well as the cellobiose and ethanol concentrations in the medium were measured 12 hours, 24 hours, 36 hours, and 48 hours after the start of culture. The growth of the thermotolerant mutant yeast having cellobiose differentiation ability and Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 was determined by measuring the turbidity (OD 660 ) of the culture solution with a spectrophotometer. The cellobiose concentration in the medium was measured simultaneously with the ethanol concentration as described below. The ethanol concentration in the medium was determined by centrifuging the culture solution (1,400 rpm, 1 minute), filtering the supernatant with a membrane filter (manufactured by Nippon Pall Co., Ltd.) to obtain a test solution, and measuring it with high performance liquid chromatography (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The analytical conditions for high performance liquid chromatography in measuring the ethanol concentration in the medium were as follows: a Gelpack (registered trademark) GL-C610-S (Hitachi High-Technologies Corporation) column was used, the oven temperature during measurement was 60°C, the flow rate in the column was 0.3 ml/min, and ion-exchanged water was used as the mobile phase.

SY13-1-4株の培養液の懸濁度(OD660)の測定結果、セロビオース濃度、および、エタノール濃度の測定結果を図3に示す。
SY13-1-4株は、DMKU3-1042株と比較して、培養約10時間目以降の生育がより優れていた。また、SY13-1-4株はセロビオースの分化能を示した。一方で、DMKU3-1042株はセロビオースを実質的に分解していなかった。さらに、SY13-1-4株はエタノールの生産も示した。一方、DMKU3-1042株はエタノールの生産を示さなかった。これらの結果は、SY13-1-4株はDMKU3-1042株と比較して優れた生育能を有しており、さらにセロビオース分解能およびセロビオース資化エタノール生産能を有することを示す。
The measurement results of the turbidity (OD 660 ), cellobiose concentration, and ethanol concentration of the culture solution of the SY13-1-4 strain are shown in FIG.
The SY13-1-4 strain showed better growth after about 10 hours of culture compared to the DMKU3-1042 strain. In addition, the SY13-1-4 strain showed cellobiose differentiation ability. On the other hand, the DMKU3-1042 strain did not substantially decompose cellobiose. Furthermore, the SY13-1-4 strain also showed ethanol production. On the other hand, the DMKU3-1042 strain did not show ethanol production. These results indicate that the SY13-1-4 strain has superior growth ability compared to the DMKU3-1042 strain, and further has the ability to decompose cellobiose and to utilize cellobiose to produce ethanol.

SY14-3-7株の培養液の懸濁度(OD660)の測定結果、セロビオース濃度、および、エタノール濃度の測定結果を図4に示す。細胞生育のグラフにおいて縦軸はOD660を示し、横軸は時間(hour)を示す。図4中、セロビオース濃度のグラフにおいて、縦軸は培地中のセロビオース濃度(% w/v)、横軸は時間を示す。エタノール濃度のグラフにおいて、縦軸は培地中のエタノール濃度(% w/v)、横軸は時間を示す。図5~7の縦軸および横軸も同様の単位を示す。
SY14-3-7株は、DMKU3-1042株と比較して、培養約10時間目以降の生育がより優れていた。また、SY13-3-7株はセロビオースの分化能を示した。セロビオース分解能はSY13-1-4株よりも向上していた。さらに、SY14-3-7株はエタノールの生産も示した。これらの結果は、SY14-3-7株はDMKU3-1042株と比較して優れた生育能を有しており、さらにSY13-1-4株よりも向上したセロビオース分解能とセロビオース資化エタノール生産能とを有することを示す。
The measurement results of the turbidity (OD 660 ), cellobiose concentration, and ethanol concentration of the culture solution of the SY14-3-7 strain are shown in Figure 4. In the graph of cell growth, the vertical axis indicates OD 660 , and the horizontal axis indicates time (hours). In the graph of cellobiose concentration in Figure 4, the vertical axis indicates the cellobiose concentration in the medium (% w/v), and the horizontal axis indicates time. In the graph of ethanol concentration, the vertical axis indicates the ethanol concentration in the medium (% w/v), and the horizontal axis indicates time. The vertical and horizontal axes of Figures 5 to 7 also show the same units.
The SY14-3-7 strain showed better growth after about 10 hours of culture than the DMKU3-1042 strain. The SY13-3-7 strain also showed cellobiose differentiation ability. The cellobiose decomposition ability was improved compared to the SY13-1-4 strain. Furthermore, the SY14-3-7 strain also showed ethanol production. These results show that the SY14-3-7 strain has a superior growth ability compared to the DMKU3-1042 strain, and further has improved cellobiose decomposition ability and cellobiose assimilation ethanol production ability compared to the SY13-1-4 strain.

SY15-1-19株、SY15-1-43株、および、SY15-2-12株の培養液の懸濁度(OD660)の測定結果、セロビオース濃度、および、エタノール濃度の測定結果をそれぞれ図5~7に示す。
SY15-1-19株、SY15-1-43株、および、SY15-2-12株のいずれも、DMKU3-1042株と比較して、培養開始時より生育がより優れていた。また、SY15-1-19株、SY15-1-43株、および、SY15-2-12株のいずれもセロビオースの分化能を示し、セロビオース分解能はSY13-1-4株およびSY14-3-7株よりも向上していた。さらに、SY15-1-19株、SY15-1-43株、および、SY15-2-12株のいずれもエタノールの生産も示した。エタノールの生産は培養開始直後より観察することができ、これはSY13-1-4株およびSY14-3-7株よりも優れたエタノール生産能を有することを示す。これらの結果は、SY15-1-19株、SY15-1-43株、および、SY15-2-12株のいずれもDMKU3-1042株と比較して優れた生育能を有しており、さらにSY13-1-4株およびSY14-3-7株よりも向上したセロビオース分解能とセロビオース資化エタノール生産能とを有することを示す。
The measurement results of the turbidity (OD 660 ), cellobiose concentration, and ethanol concentration of the culture solutions of the SY15-1-19 strain, SY15-1-43 strain, and SY15-2-12 strain are shown in FIGS. 5 to 7, respectively.
Compared with the DMKU3-1042 strain, all of the SY15-1-19 strain, SY15-1-43 strain, and SY15-2-12 strain showed better growth from the start of culture. In addition, all of the SY15-1-19 strain, SY15-1-43 strain, and SY15-2-12 strain showed cellobiose differentiation ability, and the cellobiose decomposition ability was improved compared to the SY13-1-4 strain and the SY14-3-7 strain. Furthermore, all of the SY15-1-19 strain, SY15-1-43 strain, and SY15-2-12 strain also showed ethanol production. Ethanol production could be observed immediately after the start of culture, which indicates that they have better ethanol production ability than the SY13-1-4 strain and the SY14-3-7 strain. These results show that the SY15-1-19 strain, the SY15-1-43 strain, and the SY15-2-12 strain all have superior growth ability compared to the DMKU3-1042 strain, and further have improved cellobiose decomposition ability and cellobiose-utilization ethanol production ability compared to the SY13-1-4 strain and the SY14-3-7 strain.

近年、非食糧性セルロース系バイオマスの利用を目的とした技術開発が国内外で行われているが、製造コストが高くなることから実用にいたっていない。本発明酵母によるセルロース発酵はセルラーゼの糖化率向上並びにコスト削減が期待できることから、廃棄セルロース系バイオマスを用いたバイオエタノール生産(バイオリファイナリー技術)に利用できる。

In recent years, technological developments aimed at utilizing non-edible cellulosic biomass have been conducted both in Japan and overseas, but they have not been put to practical use due to the high production costs. Cellulose fermentation using the yeast of the present invention is expected to improve the saccharification rate of cellulase and reduce costs, so it can be used for bioethanol production (biorefinery technology) using waste cellulosic biomass.

Claims (7)

クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株に紫外線照射処理後、セロビオース含有培地を用いた培養処理により得られ、前記クルイベロマイセス・マルシアヌスDMKU3-1042株と比較して、増大したセロビオース分解能を有する、DNA組換え技術を用いない変異株であって、A mutant strain obtained by irradiating Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain with ultraviolet light and culturing the strain in a cellobiose-containing medium without using DNA recombination technology, the mutant having an increased ability to decompose cellobiose compared to the Kluyveromyces marxianus DMKU3-1042 strain,
0.17% Yeast Nitrogen base(アミノ酸不含有)、0.08% Ammonium sulfate、0.5% yeast extract、および、3% cellobioseの混合培地100mlに懸濁度(ODThe OD was adjusted to 100 ml of a mixed medium of 0.17% yeast nitrogen base (containing no amino acids), 0.08% ammonium sulfate, 0.5% yeast extract, and 3% cellobiose. 660660 )=0.1となるように変異株含有培養液を移し、40℃の温度条件下で48時間振とう培養(160rpm)した場合に、1.5%(W/V)以上のエタノールを生産しうる、前記変異株。The mutant strain is capable of producing 1.5% (W/V) or more of ethanol when the mutant-containing culture solution is transferred to the culture medium so that the ratio of the total volume of the culture medium to the total volume of the mutant strain is 0.1 and the culture medium is subjected to shaking culture (160 rpm) at a temperature of 40° C. for 48 hours.
SY13-1-4株(受託番号:NITE P-03284)、SY15-2-12株(受託番号:P-03286)、SY15-1-43株(受託番号:NITE P-03285)、もしくは、SY15-1-19株(受託番号:NITE P-03253)である、請求項1に記載の変異株。 The mutant strain according to claim 1, which is SY13-1-4 strain (accession number: NITE P-03284), SY15-2-12 strain (accession number: P-03286), SY15-1-43 strain (accession number: NITE P-03285), or SY15-1-19 strain (accession number: NITE P -03253). 請求項1又は2に記載の変異株またはその溶解物を含む、セロビオース分解用組成物。 A composition for decomposing cellobiose, comprising the mutant strain according to claim 1 or 2 or a lysate thereof. 請求項1又は2に記載の変異株または請求項に記載のセロビオース分解用組成物を用いる、セロビオースの分解方法。 A method for decomposing cellobiose, which comprises using the mutant strain according to claim 1 or 2 or the composition for decomposing cellobiose according to claim 3 . エタノールを生産する方法であって、
請求項1又は2に記載の変異株または請求項に記載のセロビオース分解用組成物を用いてセロビオースを糖化する工程を含む、エタノールの生産方法。
1. A method for producing ethanol, comprising:
A method for producing ethanol, comprising a step of saccharifying cellobiose using the mutant strain according to claim 1 or 2 or the composition for decomposing cellobiose according to claim 3 .
請求項に記載のエタノールを生産する方法であって、
前記セロビオースを糖化する工程において、グルコース資化エタノール発酵微生物をさらに用いる、エタノールの生産方法。
6. The method for producing ethanol according to claim 5 ,
A method for producing ethanol, further comprising using a glucose-utilizing, ethanol-fermenting microorganism in the step of saccharifying cellobiose.
請求項またはに記載のエタノールを生産する方法であって、
セルラーゼ産生菌または、セロビオハイドロラーゼもしくはエンドグルカナーゼを用いて、セルロースをセロビオースに糖化する工程をさらに含む、エタノールの生産方法。
7. A method for producing ethanol according to claim 5 or 6 , comprising:
A method for producing ethanol, further comprising a step of saccharifying cellulose into cellobiose using a cellulase-producing bacterium, or cellobiohydrolase or endoglucanase.
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