メタン資化細菌を利用するメタンからメタノールの生産

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555203
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Section: 試験
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 大倉 一郎 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (90089821)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田村 吉隆 森永乳業(株), 中央研究所, 主任研究員 ; 長野 哲雄 東京大学, 薬学部, 助教授 (20111552) ; 矢野 重信 奈良女子大学, 理学部, 教授 (60011186)
• Keywords: メタン / メタノール / シクロプロパノール / メタン資化細菌 / アルコールデヒドロゲナーゼ

Research Abstract

汚水処理などにより発生するメタンが社会問題としてクローズアップされている。メタンは可燃性および爆発性のため、蓄積は爆発等の大事故にもつながり、その迅速かつ有効な除去方法が重要な課題なっている。また、発生するメタンを単に装置外に廃棄したのでは、地球規模での大気汚染を誘発するおそれがある。メタンの迅速かつ有効な除去システムが構築できれば、汚水処理により発生するメタンの除去が可能となるばかりでなく、その応用により、近年深刻な社会問題になりつつあるメタンによる大気汚染対策に流用することも可能となる。本研究では、メタン資化細菌を用いてメタンを有効に利用することを目的としている。
本研究ではシクロプロパノールを用いてメタン資化細菌を処理した修飾メタン資化細菌を用いるとメタノールデヒドロゲナーゼ活性が阻害されることを見出した。この修飾菌体を用いると、メタノールデヒドロゲナーゼ活性を完全に阻害し、メタノール生産ができることがわかった。さらに、メタン濃度、空気との混合比、反応温度を変化させてメタノール生成速度を測定し、詳細な反応速度論的研究を行い、メタノール生産フローシステム構築のための基礎的データを得ている状況である。
次年度は、実際の排ガスを利用したメタン除去プロセスの中で、菌体の活性を長く保持させるための反応条件を検討する。すなわち、反応条件(温度、濃度、pH、通気量等)の検討、および、菌体の固定化等を行い、メタノール生産の最適化条件を決定する。種々の条件下でメタンの参加反応を行い、それを速度論的に解析する。

Research Products

• [Publications] T.Takeno,J.Hirota and I.Okura: "Photoinduced hydrogen evolution with viologen-linked zinc porphyrins in surfactant micelles" Porphyrins. 5. 21-25 (1996)
• [Publications] N.Fukuhara,T.Hiraishi,T.Kamachi and I.Okura: "Quenching of photoexcited triplet state of Zn-TPPS by hydrogenase-cytochrome C3 complex and the role of the complex in photoinduced hydrogen evolution system" Porphyrins. 5. 27-32 (1996)
• [Publications] F.Hasumi,C.Teshima and I.Okura: "Synthesis of xylitol by reduction of xylulose with the combination of hydrogenase and xylulose reductase" Chem.Lett.597-598 (1996)
• [Publications] Y.Seki,M.Takeguchi and I.Okura: "Purification and properties of bilirubin oxidase from Penicillium janthinellum" J.Biotechnol.46. 145-151 (1996)
• [Publications] F.Hasumi,K.Fukuoka,S.Adachi,Y.Miyamoto and I.Okura: "Synthesis of alanine and leucine by redutive amination of 2-oxoic acid with the combination of hydrogenase and dehydrogenase" Appl.Biochem.Biotechnol.56. 341-344 (1996)
• [Publications] Y.Amano,and I.Okura: "Effective photoinduced hydrogen evolution with hydrogenase in surfactant micelles." J.Mol.Catal.105. 125-130 (1996)
• [Publications] 大倉一郎(分担): "ポルフィリン・ヘムの生命科学" 東京化学同人, 215 (1996)
• [Publications] 大倉一郎(分担): "生物工学英語入門" 講談社サイエンテフィック, 142 (1996)