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Functional analysis and application of Lignin beta-O-4 bond cleavage enzymes

Research Project

Project/Area Number 25450120
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Applied microbiology
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

HATADA Yuji  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生命理工学研究開発センター, グループリーダー (20399562)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) TSUBOUCHI Taishi  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生命理工学研究開発センター, 技術副主任 (30442990)
NISHI Shinro  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生命理工学研究開発センター, 技術主事 (50416004)
OHTA Yukari  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生命理工学研究開発センター, 主任技術研究員 (40399572)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsリグニン / バイオベースプラスチック / 遺伝子 / 酵素 / 深海 / 微生物 / バイオベースプラスティック
Outline of Final Research Achievements

Lignin is the second most abundant biomass component on Earth and a potential alternative raw material to petroleum for aromatic chemicals. We identified a set of marine bacterial enzymes for specific cleavage of β-O-4 linkages which are the most frequently observed between phenylpropane monomeric units of lignin. We produced the recombinant enzymes using the genes encoding the respective enzymes. In addition, we demonstrated the physiological acclimation of the strain when it encountered the lignin model compounds.
To utilize the above mentioned enzymes as catalysts for lignin conversion in biorefinery, we examined the optimal reaction conditions (pH and temperature). Furthermore, we succeeded in the specific production of aromatic monomers with phenylpropanone structures from natural lignin preparations prepared from unutilized biomasses such as milled Rice straw and sawdust of Japanese cedar.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Combination of six enzymes of a marine Novosphingobium converts the stereoisomers of β-O-4 lignin model dimers into the respective monomers2015

    • Author(s)
      Ohta Y., Nishi S., Hasegawa R., Hatada Y.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 15105-15105

    • DOI

      10.1038/srep15105

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Draft Genome Sequence of Novosphingobium sp. Strain MBES04, Isolated from Sunken Wood from Suruga Bay, Japan.2015

    • Author(s)
      Ohta Y, Nishi S, Kobayashi K, Tsubouchi T, Iida K, Tanizaki A, Kurosawa K, Adachi A, Nishihara M, Sato R, Hasegawa R, Hatada Y.
    • Journal Title

      Genome Announcements

      Volume: 3 Issue: 1

    • DOI

      10.1128/genomea.01373-14

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 深海微生物Novosphingobium sp. MBES04株のリグニン代謝関連酵素の解析2016

    • Author(s)
      弓田 涼、桐ケ谷 綾菜、細谷 美菜子、大田 ゆかり、黒澤 佳奈子、嶋根 康弘、林 昌宏、殿塚 隆史、秦田 勇二
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市、札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-03-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 海洋性Novosphingobium属細菌に由来するリグニンモデル2量体β-O-4結合開裂酵素群の酵素学的解析2015

    • Author(s)
      大田ゆかり、黒澤佳奈子、永田崇、片平正人、西村裕志、渡辺隆司、長谷川良一、秦田勇二
    • Organizer
      第60回リグニン討論会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市、筑波大学
    • Year and Date
      2015-11-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] リグニンモデル2量体中β-O-4結合を開裂する海洋性Novosphingobium属細菌の木質バイオマス成分代謝2015

    • Author(s)
      黒澤佳奈子、坪内泰志、秦田勇二、長谷川良一、西村裕志、渡辺隆司、大田ゆかり
    • Organizer
      第60回リグニン討論会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市、筑波大学
    • Year and Date
      2015-11-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] リグニンモデル2量体中β-O-4結合を開裂する海洋性Novosphingobium属細菌のゲノムおよびトランスクリプトーム解析2015

    • Author(s)
      西真郎、黒澤佳奈子、小林樹和、坪内泰志、秦田勇二、大田ゆかり
    • Organizer
      第60回リグニン討論会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市、筑波大学
    • Year and Date
      2015-11-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 深海由来Novosphingobium sp. MBES04株のリグニン代謝関連酵素群の特性解析2015

    • Author(s)
      佐藤 玲央奈、大田 ゆかり、西 真郎、小林 樹和、坪内 泰志、秦田 勇二
    • Organizer
      日本農芸化学会2015年度大会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2015-03-29
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 深海環境よりリグニン代謝微生物を探索2014

    • Author(s)
      佐藤玲央奈、大田ゆかり、丸山正、秦田勇二
    • Organizer
      2014年度日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      明治大学、東京都
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 深海沈木から単離したNovosphingobium属細菌によるリグニンモデル化合物代謝2014

    • Author(s)
      大田ゆかり、長谷川良一、黒澤佳奈子、谷崎明子、足立明子、芳賀拓真、丸山正、秦田勇二
    • Organizer
      第64回日本木材学会大会
    • Place of Presentation
      愛媛大学、愛媛県
    • Related Report
      2013 Research-status Report

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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