| Project/Area Number |
22K05772
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40020:Wood science-related
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
Suzuki Yuzo 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (30883748)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | リグニン利用 / バイオプラスチック / 微生物変換 / ポリマー原料 / キラル / 鏡像異性体 / 3-カルボキシムコノラクトン / リグニン / 低分子フェノール類 / 微生物代謝 / ラセミ体3-カルボキシムコノラクトン / S体3-カルボキシムコノラクトン / 微生物 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、リグニン由来の新しいポリマー原料を創出するために、微生物によるリグニンの分解過程で中間代謝物として生成するキラル化合物「3-カルボキシムコノラクトン」に着目した。3-カルボキシムコノラクトンには1対の鏡像異性体（S体とR体）が存在する。これらをポリマー原料として用いれば、光学活性特有の機能性材料が合成できるだけでなく、異性体のブレンド比率を調整することで新たな物性も付与できる可能性がある。本研究では、立体選択的な微生物反応を用いて、リグニン由来の低分子フェノール類から、3-カルボキシムコノラクトン（S体とR体）の2種類の光学活性体を単一化合物として生産する技術を開発する。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study focused on 3-carboxymuconolactone (3CML), a chiral microbial intermediate with a pair of enantiomers derived from lignin, as a novel polymer building block. A technique to produce 4S-3CML and racemic 3CML from lignin-derived compounds such as vanillic acid, using stereoselective microbial reactions and non-stereoselective chemical reactions was developed. Furthermore, the basis for the separation process of 4R-3CML was established by optically resolving the racemic form through metabolism of only 4S-3CML using a microbial stereoselective reaction.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
3CML をバイオプラスチックの原料として用いれば、鏡像異性体の配合を変えることで用途に合わせて素材の物性を調節できるポリ乳酸様の素材を合成できるだけでなく、異性体の分離材料など特有の機能性素材への展開も期待できる。本研究成果は、リグニン由来化合物を原料にS体3CMLおよびラセミ体3CMLを生産することに成功した世界初の成果であり、リグニンの利用用途を広げる技術の創出に貢献する。
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