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バイオリアクターを用いたリグニン高収率変換法と新しい機能性材料の製造

研究課題

研究課題/領域番号 11556030
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 林産学
研究機関東京農工大学

研究代表者

片山 義博  東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 助教授 (10214339)

研究分担者 西川 誠司  (株)コスモ石油, 中央研究所, (研究職)グループ長
重原 淳孝  東京農工大学, 工学部, 教授 (60170867)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
2001年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2000年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
1999年度: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
キーワードバイオマス資源 / リグニン / 微生物変換 / 遺伝子工学 / 遺伝子組換えバイオリアクター / 2-ビロン4,6-ジカルボン酸 / 酸クロリド / ポリアミド系高分子 / 2-ピロン4, 6-ジカルボン酸 / バイオリアクター / 2-ピロン4,6-ジカルボン酸
研究概要

本研究は、ハイオマス資源として大量に生産されるリグニンを出発原料として、また製紙工程で生成する廃液中のリグニンを出発原料として、既存の化学処理法で前処理して調整した低分子リグニン混合物を基に、低分子リグニンをことごとく分解資化する微生物Sphingomonas paucimobilisSYK-6の酵素触媒の機能を遺伝子工学的に利用したバイオリアクターを用いて化学分解前処理リグニンから2-ピロン4,6-ジカルボン酸(PDC)への高収率変換を実現すること、また得られたPDCを出発原料とした高機能性高分子材料やファインケミカルスを製造する新しいリグニンの高度利用技術の確立に取り組むものである。
平成11年度は、低分子リグニンをことごとく分解資化する微生物Sphingomonas paucimobilisSYK-6の遺伝子断片を持つ組換プラスミドpVD4を導入した、Pseudomonas putida1100を用いてプロトカテク酸およびp-ヒドロキシ安息香酸から高収率でPDCを生産することに成功し、1リッター規模のバッチ法によるリアクターで高収率生産を実現した。平成12年度は、pVD4-Pseudomonas putida1100のシステムではバニリン酸、シリンガ酸からのPDC生産は出来ない事から、新たにpVA01プラスミド(バニリン酸完全分解プラスミド)から新たなプラスミドを作製してバニリン酸からの高収率PDC生産に取り組み、Pseudomonas putida野生株が持つバニリン酸脱メチル酵素遺伝子vanA, Bの取得と安定な高発現に成功した。新たに構築した適伝子組み換え微生物を用いてバニリン酸、シリンガ酸からのPDCの高生産を達成した。最終年度である平成13年度は、高生産されたPDCを出発物質として高分子材料合成に取り組みPDCを骨格構造とするポリアミド型高分子材料の製造に成功した。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] 西川誠司, 重原淳孝, 片山義博: "新規なポリアミドの開発-リグニン中の芳香族化合物を生分解性ナイロンへ-"化学と工業. 52. 988-991 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masai, E.Katayama, Y.Nishikawa, S.Fukuda, M.: "Characterization of Sphingomonas paucimobilisSYK-6 genes involved in degradation of lignin-related compound"Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. 23. 364-373 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hara, F., Masai, E., Katayama, Y., Fukuda, M.: "The 4-Oxalomesaconate Hydratase Gene, Involved in the Protocatechuate 4,5-Cleavage Pathway, is Essential to vanillate and Syringate Degradation in Sphingomonas paucimobilis SYK-6"Journal of Bacteriology. 24. 6950-6957 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masai, E., Momose, K., Hara, H., Nishikawa, S., Katayama, Y., Fukuda, M.: "Genetic and Biochemical Characterization of the 4-Carboxy-2-Hydroxymuconate-6-Semialdehyde Dehydrogenase and its Role in the Protocatechuate 4,5-Cleavage Pathway in Sphingomonas paucimobilis SYK-6"Journal of Bacteriology. 23. 6651-6658 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sonoki, K., Ohtsuka, Y., Ikeda, S., Masai, E., Kajita, K., Katayama, Y.: "Close Association between the Enzymes Involved in the Lignin Metabolic Pathway of Sphingomonas paucimobilis SYK-6"Journal of Wood Science. 48. 250-252 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sonoki, K., Ohtsuka, Y., Ikeda, S., Masai, E., Kajita, K., Katayama, Y.: "Tetrahydrofolate Dependent Vanillate O Demethylation tightly links to One-Carbon Metabolic Pathway associated with Amino Acid Synthesis and DNA Methylation in Lignin Metabolism of Sphingomonas paucimobilis SYK-6"Journal of Wood Science. (印刷中). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sonoki, K., Iimura, Y., Masai, E., Kajita, K., Katayama, Y.: "Specific Degradation of β-Aryl Ether Linkage in Synthetic Lignin (Dehydrogenative Polymerizate) by Bacterial Enzymes of Sphingomonas paucimobilis SYK-6 produced in recombinant Escherichia coli"Journal of Wood Science. (印刷中). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishikawa S., Shigehara K., Kalayama Y.: "Hie development of the new polyamide material.-The production of the nylon with biodegradability from lignin-"Chemistry and Chemical Industry (Japanese). 52(8). 988-991 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masai, E. Katayama, Y. Nishikawa, S. Fukuda, M.: "Characterization of Sphingomonas paucinobilis SYK-6 genes involved in degradation of lignin-related compounds"Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology.. 23. 364-373 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hara,F., Masai,E., Katayama,Y., FukudajM.: "The 4-Oxalomesaconate Hydrase Gene, Involved in the Protocatechuate 4,5-Cjeavage Pathway, is Essential to vanillate and Syringate Degradation in Sphingomonas paucimobilis SYK-6"Journal of Bacteriology. 24. 6950-6957 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masai, E., Momose,K., Hara,H. Nishikawa,S., katayama,Y., Fuku da. M: "Genetic and Biochemical Characterization of the 4-Carboxy-2-Hydroxymuconate-6-Semialdehyde Dehydrogenase and Its Rolein the Protocatechuate 4,5-Cjeavage Pathway in"Journal of Bacteriology. 23. 6651-6658 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sonoki,K., Ohtsuka, Y., Ikeda,S.,Masai, E., Kajita,K., Katayama, Y: "Close Association between the Enzymes Involved in the Lignin Metabolic Pathway of Sphingomonas paucimobilis SYK-6"Journal of Wood Science. 48. 250-252 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sonoki,K., Ohtsuka, Y., Ikeda,S., Masai, E., Kajita,K., Katayama, Y: "Telrahydrofolate Dependent Vanillate O Demethylation tightly links to One-Carbon Metabolic Pathway associated With Amino Acid Synthesisand DNA Methylation in Lignin Metabolism of Sphingomonas paucimobilis SYK-6."Journal of Wood Science. in press. (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sonoki,K., Iimura,Y.,Masai, E., Kajita,K., Katayama, Y: "Specific Degradation of /3 -Aryl Ether Linkage in Synthetic Lignin (Dehydrogenative Polymerizate) by Bacterial Enzymes of Sphingomonas paucimobilis SYK-6 produced in recombinant Escherichia coli."Journal of Wood Science. in press. (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西川 誠司, 重原 淳孝, 片山 義博: "新視なポリアミドの開発-リグニン中の芳香族化合物を生分解性ナイロンへ-"化学と工業. 52. 988-991 (1999)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masai E., Katayama Y., Nishikawa S., Fukuda M.: "Characterization of Sphingomonapaucimobilis SYK-6 genes involved in degradation of lignin-related compound"Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. 23. 364-373 (1999)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hara F., Masai E., Katayama Y., Fukuda M.: "The 4-OxalomesaconateHydrase Gene, Involved in the Protocatechuate 4, 5-Cleavage Pathway, is Essential to vanillate and Syringate Degradatiorin Sphingomonas paucimobilisSYK-6"Journal of Bacteriology. 24. 6950-6957 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masai E., Momose K., Hara H., Nishikawa S., Katayama Y., Fukuda M.: "Geneticand Biochemical Characterization of the 4-Carboxy-2-Hydroxymuconate-6-Semialdehyde Dehydrogenasandlts Role in the Protocatechuate, 5-Cleavage Pathway in Sphingomonas paucimobilisSYK-6"Journal of Bacteriology. 23. 6651-6658 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sonoki K., Ohtsuka Y., Ikeda S., Masai E., Kajita K., Katayama Y: "Tetrahydrofolate Dependen Vanillate O Demethylationightly links to One-Carbon Metabolic Pathway associated with Amino Acid Synthesis and DNA Methlation in Lignin Metabolism of SphingomonapaucimobilisSYK-6"Journal of Wood Science. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sonoki K., Ohtsuka Y., Ikeda S., Masai E., Kajita K., Katayama, Y: "Close Association between the Enzymeslnvolved in the Ligin Metabolic Pathway of SphingomonapaucimobilisSYK-6"Journal of Wood Science. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 西川誠司,重原淳孝,片山義博: "新規なポリアミドの開発-リグニン中の芳香族化合物を生分解性ナイロンヘ-"化学と工業. 52. 988-911 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Masal,E.Katavama,Y.Nishikawa,S.Fukuda,M.: "Characterization of Sphingomonas paucimobilis SYK-6 genes involved in degradation of lignin-related compounds"Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. 23. 364-373 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hara,F.,Masai,E.,Katayama,Y.Fukuda,M,: "The 4-Oxalomesaconate Hydratase Gene, Involved in the Protocatechuate 4, 5-CleavagePathway, Is Essential to Vanillate and Syringate Degradation in Sphingomonas paucimobilis SYK-6"J.Bac.. 24. 6950-6957 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Masai,E.,Momose,K.,Hara,H.,Nishikawa,S.,Katayama,Y.,Fukuda,M,: "Genetic and Biochemical Characterization of the 4-Carboxy-2-Hydroxymuconate-6-Semialdehyde Dehydrogenase and Its Role in the Protocatechuate 4, 5-Cleavage Pathway in Sphingomonas paucimobilis SYK-6"J.Bac.. 23. 6651-6658 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 西川誠司、重原淳孝、片山義博: "新規なポリアミドの開発-リグニン中の芳香族化合物を生分解性ナイロンへ-"化学と工業. 52. 988-991 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Masai,E., Katayama,Y., Nishikawa,S., Fukuda,M.: "Characterization of Sphingomonas paucimobilis SYK-6 genes involved in degradation of lignin-related compounds"Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. 23. 364-373 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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