| 研究課題/領域番号 |
12794004
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| 研究種目 |
地域連携推進研究費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
応用微生物学・応用生物化学
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
大宮 邦雄 三重大学, 生物資源学部, 教授 (60023488)
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| 研究分担者 |
苅田 修一 三重大学, 生物資源学部, 講師 (90233999)
木村 哲哉 三重大学, 生物資源学部, 助教授 (00281080)
粟冠 和郎 三重大学, 生物資源学部, 助教授 (20154031)
三島 隆 三重大学, 生物資源学部, 助手 (40314140)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
19,900千円 (直接経費: 19,900千円)
2002年度: 10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
2001年度: 9,800千円 (直接経費: 9,800千円)
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| キーワード | 固形残渣 / エビ殻 / Clostridium paraputrificum / 水素ガス / ホスト・ベクター系 / 燃料電池 / 2槽式発酵槽 / メタン / キチン分解嫌気性菌 / キチナーゼ遺伝子 / ヒドロゲナーゼ遺伝子 / クロストリジウム属 / N-アセチルグルコサミン |
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| 研究概要 |
本研究では「愛知県・名古屋市地域結集型共同研究事業」の内の「固形残渣の再利用技術の研究開発」を連携推進するために、嫌気性細菌Clostridium paraputrificum M-21の分子生物学的機能改良と培養条件の最適化を検討し、固形残渣の一つである「エビ殻」を「水素ガス」に効率よく微生物変換することを目指した。主な研究成果を次に示す。
1.三重大キャンパス土壌から単離したC.paraputrificumM-21はエビ殻の主成分であるキチンを分解して水素を生産する機能を有し、キチン構成糖であるN-アセチルグルコサミンを炭素源とする場合は細胞分裂時間が30分という短時間で増殖する菌株であることを明らかにした。
2.本菌からキチナーゼ、ヒドロゲナーゼなどの遺伝子をクローニングし、その塩基配列を決定し、大腸菌で発現させた酵素の特性を明らかにした。
3.Clostridium perfringensのホスト・ベクター系を本菌に応用し、C.paraputrificumのホストとする形質転換系を確立した。
4.この系を用いてC.paraputrificumに遺伝子を導入し、キチナーゼやヒドロゲナーゼを強化し、キチン分解能や水素ガス生成能を強化し、水素生産効率を3mol H2/mol glucoseまで高めた。
5.本菌が生成したガス(水素ガス:炭酸ガス=65:35)を燃料電池に供給しプロペラを回転させることができた。
6.水素発酵槽とメタン発酵槽からなる2槽式発酵槽を試作し、水素生成にはpH6が、メタン生成にはpH7が適していることを見出した。
7.水素発酵とメタン発酵を併用することにより、固形残渣のガス化が促進された。
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