2019 Fiscal Year Annual Research Report
藍染工程で起こるインジゴ還元メカニズムの解明と微生物燃料電池への応用
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19J14020
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
中川 香澄 徳島大学, 大学院先端技術科学教育部, 特別研究員(DC2)
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2019-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | インジゴ還元 / 電気化学 / 触媒反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、藍染液から電子伝達可能な微生物を単離し、既存の微生物燃料電池よりも高出力のアルカリ型微生物燃料電池を構築することを目的としている。
まず本研究室で確立したインジゴ還元評価法を用いて、インジゴ還元菌の単離およびインジゴ還元促進物質の探索を行った。藍染液から従来の方法で見落とされていた株を含むインジゴ還元菌を新たに10株取得することに成功した。また、インジゴ還元活性を増強するメディエーターとして、アントラキノンが有効であることが明らかになった。
次に、インジゴ還元メカニズムを明らかにするため、サイクリックボルタンメトリー（CV）を用いた検討を行った。藍染液を作製し、その上清をCVで測定した結果、－0.51 Vと－0.71 Vに一対の酸化還元ピークが観察された。このピークはインジゴを化学的に還元したCV結果と一致した。また、濃縮した染液のCVでは、微生物によるインジゴの触媒波が観察された。そこで、この生体電気触媒反応を明らかにするため、染液から単離したインジゴ還元菌K2-3株と可溶性メディエーターとしてインジゴと同程度の酸化還元電位を持つメチルビオロゲンを用いてモデル実験を行った。その結果、K2-3株はアセトアルデヒドを添加したとき、メチルビオロゲンの還元反応を触媒した。以上のことから、染液中の微生物はアセトアルデヒドをエレクトロンドナーとしてインジゴの還元に関与していることが示唆された。
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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
微生物燃料電池を構築するために必要な微生物のスクリーニングを行うことができた。また、サイクリックボルタンメトリーを用いることで、インジゴ還元メカニズムの一端を明らかにすることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
単離したインジゴ還元菌が染液中のどの時期に存在するか、菌叢解析によって明らかにする。また、今回明らかにした触媒反応に関与している酵素を精製する。微生物によって還元されたロイコインジゴ量を直接測定するツールを開発し、微生物燃料電池への応用を目指す。
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