The biocatalytic CO2-fixation catalyzed by (de)carboxylases and application to the production of various aromatic carboxylic acids

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H01802
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: Kino Kuniki 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60318764)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 可逆的脱炭酸酵素 / 炭酸固定酵素 / 芳香族カルボン酸 / 芳香族ジカルボン酸 / フランジカルボン酸

Outline of Final Research Achievements

With the aim of developing bioprocesses that will contribute to the realization of a decarbonized society, we have developed methods for the production of functionalized chemical products by introducing functional groups such as carboxy groups into aromatic compounds using non-oxidative reversible decarboxylases. In particular, we have promoted the search for a variety of carbonic anhydrase enzymes with different substrate specificities and expanded the range of compounds that can be synthesised, including aromatic carboxylic acids and aromatic dicarboxylic acids. We have also succeeded in developing a process for the synthesis of 2,5-furandicarboxylic acid, a raw material for poly(ethylene furanoate), which is attracting attention as a new bio-resin, from furfural.

Free Research Field

応用生物化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我々の生活を豊かにしている多様な機能性化成品の多くは、依然として化石資源を原料とする従来型の化学工業プロセスに依存しており、二酸化炭素の純増を招く本プロセスは低炭素社会への流れに逆行している。本研究成果である微生物由来可逆的脱炭酸酵素の探索と各種芳香族カルボン酸合成法の開発は、二酸化炭素を芳香族化合物に固定する工業的にも有用かつ新規性のある学術研究として意義がある。また、未利用バイオマスであるリグニン由来の芳香族化合物に炭酸を固定化して芳香族カルボン酸を合成するバイオプロセスの導入は、脱炭素化社会の実現に大いに貢献するものである。