2002 Fiscal Year Annual Research Report
微生物の位置特異的水酸化反応によるリニューアブル余剰資源の高機能化
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14560062
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
長澤 透 岐阜大学, 工学部, 教授 (60115904)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
満倉 浩一 岐阜大学, 工学部, 助手 (70324283)
吉田 豊和 岐阜大学, 工学部, 助教授 (90220657)
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| Keywords | ロジン / オイゲノール / ニコチン / イソオイゲノール / リニューアブル資源 / 微生物反応 |
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| Research Abstract |
従来の化石燃料に依存した化学工業を脱却し、将来的に持続して供給可能なリニューアブル資源を利用したバイオプロセスを化学工業に取り入れることを本研究の目的としている。我々はポテンシャルの高い余剰資源として、ロジン、ニコチン、オイゲノール、イソオイゲノールを取りあげた。これらの化合物は自然界に潤沢に存在し、安価で安定した供給が可能である。とりわけロジンは松樹林を伐採することなく植林しつつ樹液を採集することによって得られ、すでにそのものの形で世界で年間100万トンが実際に使用されているベーシック化学素材である。我々の目的は、これらの資源に微生物反応による分子修飾を加え、新しい機能性を付与し、より広汎な有用、有効利用を図るものである。特に、水酸基を導入することによって分子機能性が向上し、化学的修飾とドッキングすることにより、広汎な応用の拡大が期待される。位置特異的水酸化反応、光学特異的水酸化反応は従来の有機合成化学の最も苦手とする反応であるが、微生物の水酸化反応は極めて温和な条件下で、光学・位置特異的に作用する。微生物変換によるリニューアブル資源の分子的高機能化を本課題の目的とした。
1.ロジンの微生物変換
ロジンに作用する微生物を分離した。集積培養によってロジンを単一炭素源として分解資化する微生物を数株分離した。また、比較的栄養分を含む培地にロジンを添加し、ロジンを変換するような微生物を分離して、多彩なロジン変換微生物のライブラリーを作成した。
次にロジンに作用する微生物代謝はどのような反応であるかを明らかにした。種々の代謝中間体を単離して、構造決定を行った。
ロジンの代謝中間体の中で、機能的に有用性が期待される化合物を選択し、変換微生物の培養条件あるいは反応条件を検討して、この代謝中間体を著量に蓄積するための最適条件を設定した。
2.オイゲノール、イソオイゲノールの変換微生物の分離、ライブラリーの作成
オイゲノール、イソオイゲノール、ニコチンに作用する微生物を分離した。集積培養によってオイゲノール、ニコチンを単一炭素源として分解資化する微生物を分離する。また、比較的栄養分を含む培地にオイゲノール、ニコチンを添加し、これらを変換するような微生物を分離して多彩なオイゲノール、ニコチン変換微生物のライブラリーを作成した。
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