2016 Fiscal Year Research-status Report
チューリップの「資源作物化」を志向した有用物質生産基盤技術の開発
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16K07697
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
加藤 康夫 富山県立大学, 工学部, 教授 (20254237)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 泰治 富山県立大学, 工学部, 講師 (40570924)
荻田 信二郎 県立広島大学, 生命環境学部, 教授 (50363875)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 環境調和型有用物質生産 / チューリップ / 生理活性物質 / 酵素合成 / 活性炭 / チューリッポシド / チューリッパリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は【小課題 1： 医薬品、化粧品添加物としての PaB の脱石油化プロセスによる製造】について以下の研究を行った。
１）PosB 源として用いるチューリップ品種の選抜を行った。球根生産時の廃棄花弁をバイオマス原料として利用することが本研究の特徴のため、学外研究協力者である富山県花卉球根農業協同組合の協力の下、球根生産を目的として栽培されている品種の中から探索をした。123品種のチューリップの花部構成組織（花弁、雄しべ、雌しべ）におけるPos/Pa含量を調べた結果、PosB/PaBをほぼ独占的（全Pos/Pa合計量の90%以上）に蓄積している29品種/48組織を見出した。
２）花弁からの Pos 類抽出時や反応生成物の単離・精製時に、バイオ燃料として発酵生産されているエタノールを溶媒とし、バイオディーゼル原料のために栽培されているアブラヤシの殻廃棄物を原料とするヤシ殻活性炭を精製担体として用いる脱石油化プロセスについて、実用化を念頭に置きスケールアップも含め検討した。Pos変換酵素ソースとして、富山県ならではの素材である規格外や罹病球根といった廃球根を用いることにした。廃球根からリン酸緩衝液にて粗酵素を抽出後、強陰イオン交換樹脂であるHPA25L上に効率的かつ安定的に酵素を固定化する方法を確立した。１）で選出したPosB/PaB独占含有品種の花部組織からの40%EtOHによるPosB類の効率的単離法を見出した。活性炭ヤシコールにて粗精製した濃縮基質液に固定化Pos変換酵素を添加し、中性付近のpH下、室温で数時間ゆるやかに攪拌することで、反応液中のPos類をほぼ完全にPa類へと変換することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
【小課題 1： 医薬品、化粧品添加物としての PaB の脱石油化プロセスによる製造】
１）学外研究協力者である富山県花卉球根農業協同組合の協力の下、球根生産を目的として栽培されている品種の中からPosB源として適した品種を探索した。123品種のチューリップの花部構成組織（花弁、雄しべ、雌しべ）におけるPos/Pa含量を調べた結果、PosB/PaBをほぼ独占的（全Pos/Pa合計量の90%以上）に蓄積している29品種/48組織を見出した。
２）花弁からの Pos 類抽出時や反応生成物の単離・精製時に、バイオ燃料として発酵生産されているエタノールを溶媒とし、バイオディーゼル原料のために栽培されているアブラヤシの殻廃棄物 を原料とするヤシ殻活性炭を精製担体として用いる脱石油化プロセスについて、実用化を念頭に置きスケールアップも含め検討した。酵素反応に用いるPos変換酵素は廃球根から抽出後、強陰イオン交換樹脂であるHPA25L上に効率的かつ安定的に固定化する方法を確立した。PosB/PaB独占含有品種の花部組織から含水EtOHにて抽出することでPosBを効率的に得ることに成功した。粗精製した濃縮基質液に固定化Pos変換酵素を添加し、中性付近のpH下、室温で数時間ゆるやかに攪拌することで、反応液中のPos類をほぼ完全にPa類へと変換することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
【小課題 1： 医薬品、化粧品添加物としての PaB の脱石油化プロセスによる製造】
酵素反応生成物の単離・精製時に、エタノールを溶媒とし、ヤシ殻活性炭を精製担体として用いる脱石油化プロセスについて、実用化を念頭に置きスケールアップも含め検討する。加えて、異種宿主を用いたPosB変換酵素（TCEB）の大量発現による本酵素の安定供給系を確立する。TCEB 発現の異種宿主としては大腸菌、酵母等の微生物はもちろんのこと、植物酵素であるがゆえ、 微生物宿主での異種発現が思わしくない場合も想定し、申請者らによって独自に培養系や遺伝子導入系が確立されているタケ培養細胞も活用する。
【小課題： 2 チューリップに含まれる難入手微量生物活性物質である 1-Pos 類の大量調製】
PosD または F を高蓄積するチューリップ品種及び組織を選抜し、PosD/F の大量調製系を確立する。供試材料としては、学外研究協力者である富山県園芸研究所が保有する数百株のチューリップ遺伝資源を活用し、原種、栽培品種を問わず、PosD/F を高レベルに蓄積する品種をスクリーニングする。
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| Causes of Carryover |
今年度購入した備品が予定の半額で購入できたことと、消耗品の使用が研究の進捗状況で一部次年度に持ち越されているため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度には計画通り使用する予定。
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