2016 Fiscal Year Annual Research Report
木質バイオマスの酵素糖化のボトルネックとなるキシランの構造と性状に関する研究
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16H04949
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鮫島 正浩 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30162530)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 木質バイオマス / セルロース / ヘミセルロース / キシラン / 酵素糖化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
セルロース系バイオマスの酵素糖化においては、従来、セルラーゼによる結晶性セルロースの分解が遅いことが問題と考えられてきたが、最近の我々の研究では、シラカンバ材などの広葉樹由来の木質バイオマスではキシランの一部が結晶性セルロースの中に取り込まれて複合体を形成している可能性と、これが木質バイオマスの酵素糖化のボトルネックとなっていることが示唆されている。このようなことから、広葉樹由来の木質バイオマス中に存在するキシランの中で、難酵素分解性の原因となるキシランの構造的特徴と結晶性セルロースとの複合状態について、モノコンポーネント酵素による糖化実験の結果から明らかにすることを本研究の目的とした。
平成28年度では、アンモニアで前処理を行ったシラカンバ材由来の木質バイオマスを構成するキシランについて分析を行った。FTIR分析の結果から、アンモニア処理バイオマスではバイオマス中のエステル結合については、ほぼ全てがアミド化されていることが明らかとなった。すなわち、アンモニア処理により、キシランを修飾している全てのアセチル基はキシラン主鎖から脱離していると考えられた。一方、キシラン側鎖のグルクロノイル基については、アンモニア処理前後では大きな差異はなく保持された。
研究室で保管している白色木材腐朽菌Phanerochaete chrysosporiumからすでに取得している同菌の各種キシラン分解関連酵素cDNAライブラリーから該当する遺伝子を酵母菌Pichia pastoris用の発現ベクターに組み込み、それぞれをモノコンポーネント組換え酵素として生産することを試みた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成28年8月、本年度に雇用を予定していた研究協力者が、急遽、他機関とのプロジェクトに専念しなければならないことが判明し、本研究に参画できなくなったため、その後の研究遂行のために、その代わりとなる研究者を確保するために遅れが生じた。
また、その結果、研究の進捗については7ヶ月間の遅れが生じ、当初は平成28年度中に実施を予定していた酵素剤を利用したバイオマス分析実験については平成29年度に持ち越されることとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に実施予定であった酵素剤を用いたアンモニアで前処理を行ったバイオマス分析実験については、シラカンバ由来木質バイオマスをはじめ、アカシア、ブナ、ポプラ、ユーカリ、ヤナギの合わせて6樹種について平成29年10月末までに完了した。
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