2004 Fiscal Year Annual Research Report
耐熱性白色腐朽菌ラッカーゼの高発現システムを組み入れた木材のエタノールへの変換
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16380115
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
渡邊 隆司 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (80201200)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 嘉利 金沢大学, 工学部, 助教授 (20172455)
本田 与一 京都大学, 生存圏研究所, 助教授 (70252517)
渡邊 崇人 京都大学, 生存圏研究所, 助手 (30362403)
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| Keywords | ラッカーゼ / 白色腐朽菌 / エタノール発酵 / 発酵阻害 / リグニン / バイオマス |
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| Research Abstract |
リグニン分解性担子菌Coriolus versicolor RC3株は、酸性ラッカーゼアイソザイムと中性ラッカーゼアイソザイムを生産する。このうち、酸性アイソザイムを発現する培養条件は確立されていたが、耐熱性が高い中性アイソザイムを発現する培養条件は未解明であった。このため、ラッカーゼ中性アイソザイムを発現する培養条件を探索し、フスマと各種無機塩を含む酵素生産最適培地を決定した。この培養条件で生産した培養液から、中性アイソザイムを新規に精製し、N末端のアミノ酸配列を決定した。また、耐熱性など酵素学的諸性質を明らかにした。その結果、本アイソザイムは、これまでに報告されているラッカーゼとは異なる新規な酵素であることが明らかとなった。このN末端アミノ酸配列をもとに縮重プライマーを設計し、現在、遺伝子クローニング実験を進めている。次に、スギ材チップを用いて白色腐朽菌を培養し、耐圧ガラス製加圧反応装置で、内部温度を制御しながら所定の時間エタノリシスし、パルプ画分と可溶性画分に分離した。パルプ画分については、セルラーゼ/ヘミセルラーゼで糖化後、組換バクテリアでエタノールに変換した。可溶性画分については、メディエーターとRC3ラッカーゼ、キシラナーゼ/セルラーゼを混合し、45-50℃で24-48時間分解した。培養物のフェノール類をGC-MSで分析し、ラッカーゼによるバニリンなどの発酵阻害物質の分解を明らかにした。これらの実験により、ラッカーゼ活性と発酵阻害物の分解、エタノール生成率に対する影響を評価した。
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