| 研究課題/領域番号 |
13836007
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物機能・バイオプロセス
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
簗瀬 英司 鳥取大学, 工学部, 教授 (20158033)
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| 研究分担者 |
岡本 賢治 鳥取大学, 工学部, 助教授 (80283969)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2003年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2002年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2001年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
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| キーワード | バイオマス / バイオ燃料 / エタノール / 代謝工学 / ザイモモナス / ザイモバクター / セルロース / ヘミセルロース / キシロース / キシロースイソメラー / Biomass / Cellobiose / Cellulase / Cellulosic waste / Ethanol / Metabolic engineering / Glucosidase / Zymomonas / 細胞表層提示酵素 / 生物燃料 / Zymoomonas mobilis / 分泌 / シグナルペプチド非依存型酵素分泌 |
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| 研究概要 |
セルロース系バイオマス資源を直接分解・発酵してエタノールを生産する発酵菌は自然界に存在しない。そのため、代謝工学技術を用いてセルロースおよびヘミセルロースに由来する糖質を直接エタノール発酵転換できる発酵菌を創製し、育種発酵菌を触媒素子とした連続発酵装置を組み込んだ革新的なエタノール変換プロセスの構築が期待されている。このような背景から、本研究では、エタノール高速度生産性の発酵細菌に着目して、セルロース系バイオマス直接発酵細菌の代謝工学的育種を検討した。
Zymomonas mobilisは酵母に比べて3-5倍程度のエタノール生産性を示す。そこで、セルロース系バイオマスの前処理糖化液中に混在する部分分解セルロースの発酵性付与を検討した。ルーメン細菌由来のβ-グルコシダーゼ遺伝子をZ. mobilisに導入して細胞表層に提示することにより、新たにセロビオース発酵性を付与することに成功した。また、ヘミセルロースの酸分解により生成するキシロースからエタノール回収を可能とするために、大腸菌由来のキシロース代謝に関与する4種のキー酵素遺伝子を導入することにより、新たにキシロース発酵性を付与することに成功した。
Zymobacter palmaeは沖縄の椰子発酵液から単離された新種のグラム陰性細菌である。本菌は酵母やZ. mobilisと同程度のエタノール発酵性をもつが、これまでZb. palameを利用したエタノール生産は報告されていない。そこで、Zb. palmaeの分子育種に不可欠な遺伝子組み換え基礎技術としての宿主・ベクター系を初めて開発した。さらに、開発した宿主・ベクター系を用いてβ-グルコシダーゼ遺伝子、あるいはキシロース代謝系酵素遺伝子群を導入することにより、Zb. palmaeにセロビース発酵性とキシロース発酵性を新たに付与することに成功した。
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