2000 Fiscal Year Annual Research Report
バイオリアクターを用いたリグニン高収率変換法と新しい機能性材料の製造
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11556030
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
片山 義博 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 助教授 (10214339)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西川 誠司 (株)コスモ総合研究所, 研究員
重原 淳孝 東京農工大学, 工学部, 教授 (60170867)
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| Keywords | バイオマス資源 / リグニン / 微生物変換 / 遺伝子工学 / バイオリアクター / 2-ピロン4,6-ジカルボン酸 / 酸クロリド / ポリアミド系高分子 |
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| Research Abstract |
本研究はバイオマス資源として大量に生産される木材や稲わら、麦藁などのリグニンを出発原料として、既存の化学分解法で前処理して得られた低分子リグニン混合物から、これら低分子リグニンを完全分解する微生物Sphingomonas paucimobilis SYK-6の酵素触媒機能を遺伝子工学的に設計した遺伝子組み換バイオリアクターを用いて、代謝中間物質2-ピロン4,6,-ジカルボン酸(PDC)を高収率で生産するプロセス開発を目指したものである。さらにリグニンから生産されるPDCを出発物質として高機能性高分子材料の製造やファインケミカルスへの変換の高度利用技術の開発を目指した研究である。
昨年度までに、低分子リグニン混合物からPDCを蓄積するSphingomonas paucimobilis SYK-6変異株を、遺伝子相同組み換え法によって作製しPDCの生産技術を確立した。しかしSphingomonas paucimobilis SYK-6変異株は、生育が遅いため実用的なPDC生産プロセスとして十分ではないと判断し、S.paucimobilis SYK-6の代謝過程からPDC生産に関与する遺伝子群を、培養が容易なPseudomonas putida PpY1100に導入しPDCを短時間で高収率で生産するプロセス開発に取り組んだ。昨年、プロトカテク酸・P-ヒドロキシ安息香酸からのPDC高生産に成功したが、バニリン酸・シリンガ酸からのPDC生産には至らなかった。本年度は、バニリン酸の強力な脱メチル化酵素遺伝子を探索取得し、それを連結した新たな分解プラスミドの調製に成功し、現在Pseudomonas putida PpY1100に導入しバニリン、バニリン酸、シリンガアルデヒド、シリンガ酸、P-ヒドロキシベンズアルデヒド、P-ヒドロキシ安息香酸からのPDC高生産を実現出来る状況に成りつつある。
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[Publications] 西川誠司,重原淳孝,片山義博: "新規なポリアミドの開発-リグニン中の芳香族化合物を生分解性ナイロンヘ-"化学と工業. 52. 988-911 (1999)
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[Publications] Masal,E.Katavama,Y.Nishikawa,S.Fukuda,M.: "Characterization of Sphingomonas paucimobilis SYK-6 genes involved in degradation of lignin-related compounds"Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. 23. 364-373 (1999)
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[Publications] Hara,F.,Masai,E.,Katayama,Y.Fukuda,M,: "The 4-Oxalomesaconate Hydratase Gene, Involved in the Protocatechuate 4, 5-CleavagePathway, Is Essential to Vanillate and Syringate Degradation in Sphingomonas paucimobilis SYK-6"J.Bac.. 24. 6950-6957 (2000)
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[Publications] Masai,E.,Momose,K.,Hara,H.,Nishikawa,S.,Katayama,Y.,Fukuda,M,: "Genetic and Biochemical Characterization of the 4-Carboxy-2-Hydroxymuconate-6-Semialdehyde Dehydrogenase and Its Role in the Protocatechuate 4, 5-Cleavage Pathway in Sphingomonas paucimobilis SYK-6"J.Bac.. 23. 6651-6658 (2000)
