Synthetic carbon dioxide fixation system using formate dehydrogenase

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K07717
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: Ihara Masaki 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (50391868)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ギ酸デヒドロゲナーゼ / 二酸化炭素固定 / 微生物

Outline of Final Research Achievements

Formate is expected as a hub compound for the material industry in a next sustainable society. The bioprocess using formate-utilizing bacteria is desirable to convert formate into value-added compounds. However, the uptake rates of the bacteria are slow (several micro grams per day per little), which makes impossible to use them industrially. We tried to improve the enzymes associated with formate assimilation or to screen new formate-utilizing bacteria. We successfully established the expression system for formate dehydrogenase, a key enzyme in energy supply in formate assimilation, and improved the stability and activity. We also found two new formate-utilizing bacteria with 5~10 fold higher formate uptake abilities.

Free Research Field

タンパク質工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水素は、昨今の再生可能エネルギー発電の低価格化によって、安く大量に低環境負荷にて生産されるようになった。この水素を使えば、二酸化炭素を固定化（還元）して、石油代替品を生産することができ、そのような社会がいよいよ実現しようとしている。水素と二酸化炭素の反応による最初の生成物は、ギ酸である。このギ酸をさらに複雑で有用な物質に変換する際にも、環境負荷の低い方法が重要であり、ギ酸を資化し、様々な物質に変換するバクテリアの重要性は高い。我々の成果は、ギ酸を資化するバクテリアの改良に必要な酵素のレパートリーを高めたことに意義がある。