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Construction of simple biocatalyst for efficient bioconversion

Research Project

Project/Area Number 21K04792
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

Tajima Takahisa  広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (80571116)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords酵素触媒 / 低温菌 / 熱処理 / GFP / 物質変換 / 膜タンパク質
Outline of Research at the Start

本研究では,効率的な物質変換が期待されるシンプル酵素触媒を二次代謝産物の物質変換に適用し,持続的で効率的な変換を行う触媒の基盤技術を構築する.そのために,有用物質を生成するための酵素を低温菌に発現させた触媒による効率的変換系を構築すること,および低温菌の細胞膜成分の基礎的解析を行うことで中温での熱処理や反応に適した触媒の基盤構築を行う.

Outline of Final Research Achievements

In this study, we constructed a simple biocatalyst for conversion of valuable chemical and analyzed the reaction field for sustained conversion.
In the construction of the biocatalyst, a simple biocatalyst for conversion of ferulic acid to vanillin was constructed, and a method and tool for improving the expression of low activity enzymes in a two-step enzymatic reaction were developed. In the reaction field analysis, we studied the effect of heat treatment on the reaction field (cells) in the simple biocatalyst. Heat treatment is performed at a moderate temperature to suppress the metabolic activity of the host and improve the membrane permeability of the substrate, but there are concerns about the effects of heat treatment. An evaluation system using fluorescent proteins was constructed, and quantitative evaluation of protein leakage from the reaction field by fluorescence intensity was performed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究はバイオによる有用化学品の効率的な生産技術に関わるシンプル酵素触媒の構築を目的としたものである。変換酵素を抽出・精製せずに用いることが可能な本触媒は手間やコストをかけずに効率的な酵素変換を実現できるものとして期待される。本研究により持続的に変換するための触媒構築や熱処理方法を見出され、本触媒の工業的利用が期待される。

Report

(3 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 環境微生物を活用した物質変換触媒2022

    • Author(s)
      田島 誉久
    • Journal Title

      日本防菌防黴学会誌

      Volume: 50 Pages: 129-134

    • Related Report
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  • [Journal Article] Efficient Bio-conversion by Psychrophile-based Simple Biocatalyst2021

    • Author(s)
      田島 誉久、緋田 安希子、加藤 純一
    • Journal Title

      Journal of Environmental Biotechnology

      Volume: 21 Issue: 1 Pages: 9-16

    • DOI

      10.50963/jenvbio.21.1_9

    • ISSN
      1347-1856, 2436-5041
    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Unexpectedly high thermostability of an NADP-dependent malic enzyme from a psychrophilic bacterium, Shewanella livingstonensis Ac102021

    • Author(s)
      Luo Gonglinfeng、Fujii Sotaro、Koda Takumi、Tajima Takahisa、Sambongi Yoshihiro、Hida Akiko、Kato Junichi
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 132 Issue: 5 Pages: 445-450

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2021.07.005

    • NAID

      40022744397

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    • Peer Reviewed
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    • Author(s)
      五反田 芽生,田島 誉久,緋田 安希子,加藤 純一
    • Organizer
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      田島 誉久
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      羅 宮臨風,神田 拓己,田島 誉久,藤井 創太郎,三本木 至宏,緋田 安希子,加藤 純一
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      神田 拓己,羅 宮臨風,藤井 創太郎,田島 誉久,緋田 安希子,三本木 至宏,加藤 純一
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      生物工学若手研究者の集い 夏のオンラインセミナー2021
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  • [Presentation] Unexpectedly high thermostability of an NADP-dependent malic enzyme from a psychrophilic bacterium, Shewanella livingstonensis Ac102021

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      羅 宮臨風,藤井 創太郎,神田 拓巳,田島 誉久,三本木 至宏,緋田 安希子,加藤 純一
    • Organizer
      環境バイオテクノロジー学会2021年度大会
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  • [Presentation] Coproduction of 1,3-propanediol and 3-hydroxypropionic acid by psychrophile-based simple biocatalysts2021

    • Author(s)
      Takahisa Tajima, Mohammad Mojarrad, Keisuke Hirai, Koji Fuki, Akiko Hida and Junichi Kato
    • Organizer
      The 26th Symposium of Young Asian Biological Engineers’ Community, YABEC 2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Efficient itaconic acid production by a psychrophile-based whole-cell biocatalyst2021

    • Author(s)
      Gonglinfeng Luo, Miho Fujino, Sho Nakano, Akiko Hida, Takahisa Tajima, and Junichi Kato
    • Organizer
      The 26th Symposium of Young Asian Biological Engineers’ Community, YABEC 2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 低温菌を用いたシンプル酵素触媒の開発

    • URL

      https://kato-lab.hiroshima-u.ac.jp/%e3%82%b7%e3%83%b3%e3%83%97%e3%83%ab%e8%a7%a6%e5%aa%92/

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      2022 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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