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セルロースを原料とするポリマー前駆体であるグルカル酸の新規酵素合成系の確立

研究課題

研究課題/領域番号 15K06593
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関地方独立行政法人大阪産業技術研究所 (2017-2019)
地方独立行政法人大阪市立工業研究所 (2015-2016)

研究代表者

桐生 高明  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主任研究員 (20416308)

研究分担者 村上 洋  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究主幹 (10416307)
木曽 太郎  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主任研究員 (90416313)
大橋 博之  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究員 (10826184)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードセルロース / バイオマス / グルカル酸 / 酸化酵素 / β-グルコシダーゼ / デヒドロゲナーゼ / セロビオース / セロビオン酸 / baiomass / βーグルコシダーゼ / 糖酸化酵素 / 糖酸化反応
研究成果の概要

バイオマスであるセルロースからポリマー原料として期待されるグルカル酸の生産法を開発を目的としている。本課題ではセルロースの分解物であるセロビオースを酵素(カーボハイドレートアクセプターオキシドレダクターゼ)や微生物菌体で酸化しセロビオン酸を生産する手法を開発した。また、セロビオン酸を分解しグルカル酸の前駆体であるグルコン酸を生産する酵素(β-グルコシダーゼ)の性質を明らかにするとともに、酸を使用したセロビオン酸の効率的な加水分解法も開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

グルカル酸はバイオポリマー原料として実用化が大いに期待される化合物である。本研究によりバイオマスであるセルロースの分解物であるセロビオースから、セロビオン酸という既報の経路とは全く異なる化合物を経由してグルカル酸の前駆体、グルコン酸を調製できることが明らかになった。今後は、本課題のデータをもとに、バイオマスからのグルカル酸生産の実用化研究の進展が期待される。

報告書

(6件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 産業財産権 (4件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Identifying membrane-bound quinoprotein glucose dehydrogenase from acetic acid bacteria that produce lactobionic and cellobionic acids2019

    • 著者名/発表者名
      Kiryu Takaaki、Kiso Taro、Koma Daisuke、Tanaka Shigemitsu、Murakami Hiromi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 83 号: 6 ページ: 1171-1179

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1580136

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxidation of isomaltose, gentiobiose, and melibiose by membrane-bound quinoprotein glucose dehydrogenase from acetic acid bacteria2019

    • 著者名/発表者名
      Kiryu Takaaki、Kiso Taro、Sato Hirofumi、Murakami Hiromi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 84 号: 3 ページ: 507-517

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1689095

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 食品・化粧品素材の生産に利用可能な微生物菌体および酵素の検索2019

    • 著者名/発表者名
      ○桐生高明,木曽太郎,村上洋
    • 雑誌名

      科学と工業

      巻: 93 ページ: 180-195

    • NAID

      40021943668

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Paraconiothyrium sp.KD-3株由来乳糖酸化酵素を用いたラクトビオン酸カルシウムの生産2019

    • 著者名/発表者名
      村上洋、桐生高明、木曽太郎、中野博文
    • 雑誌名

      BIO INDUSTRY

      巻: 36 ページ: 51-60

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Paraconiothryum sp. KD-3株由来乳糖酸化酵素を用いたラクトビオン酸カルシウムの生産2019

    • 著者名/発表者名
      村上 洋、桐生高明、木曽太郎、中野博文
    • 雑誌名

      バイオインダストリー

      巻: 36 ページ: 51-60

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 大阪府発フードイノベーション 大阪産業技術研究所における食品産業支援2019

    • 著者名/発表者名
      畠中芳郎、村上 洋、長尾寿浩
    • 雑誌名

      FOOD STYLE 21

      巻: 23 ページ: 17-20

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 大阪発、微生物を利用した新規酸性オリゴ糖の開発2018

    • 著者名/発表者名
      桐生高明
    • 雑誌名

      食品と容器

      巻: 59 ページ: 746-752

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 微生物の糖酸化反応の食品素材生産への応用2018

    • 著者名/発表者名
      桐生 高明
    • 雑誌名

      温故知新

      巻: 54 ページ: 65-76

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 微生物・酵素を用いた糖カルボン酸の生産と利用2017

    • 著者名/発表者名
      村上 洋、桐生 高明、木曽太郎
    • 雑誌名

      日本応用糖質科学会誌

      巻: 7 ページ: 214-218

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 高水溶性カルシウム素材「ラクトビオン酸カルシウム」の開発2017

    • 著者名/発表者名
      村上 洋、桐生 高明、木曽太郎
    • 雑誌名

      日本応用糖質科学会誌

      巻: 7 ページ: 165-168

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 新規機能性食品素材ラクトビオン酸の生産法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      桐生高明,木曽太郎,村上洋
    • 雑誌名

      日本醸造協会誌

      巻: 111 ページ: 808-815

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ラクトビオン酸生産法をはじめとする工業化を目指したオリゴ糖酸化技術の開発研究2016

    • 著者名/発表者名
      桐生高明,木曽太郎,駒大輔,田中重光,中野博文,村上洋
    • 雑誌名

      日本応用糖質科学会誌

      巻: 6 ページ: 131-137

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 食品用途に利用可能な機能性糖質ラクトビオン酸の生産法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      桐生高明,木曽太郎,駒大輔,田中重光,中野博文,村上洋
    • 雑誌名

      日本食品科学工学会誌

      巻: 63 号: 4 ページ: 137-141

    • DOI

      10.3136/nskkk.63.137

    • NAID

      130005154273

    • ISSN
      1341-027X, 1881-6681
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体触媒を用いたオリゴ糖アルドン酸の生産に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      桐生高明
    • 雑誌名

      食品の試験と研究

      巻: 50 ページ: 91-93

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ラクトビオン酸生産法をはじめとする工業化を目指したオリゴ糖酸化技術の開発研究2016

    • 著者名/発表者名
      桐生高明、木曽太郎、駒大輔、田中重光、中野博文、村上洋
    • 雑誌名

      応用糖質科学会誌

      巻: 6 ページ: 91-97

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lactobionic and cellobionic acid production profiles of the resting cells of acetic acid bacteria2015

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Kiryu, Taro Kiso, Hirofumi Nakano and Hiromi Murakami
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 79 号: 10 ページ: 1712-1718

    • DOI

      10.1080/09168451.2015.1038214

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] カスピ海ヨーグルトに含まれる新規機能性糖質ラクトビオン酸の開発2015

    • 著者名/発表者名
      桐生高明、木曽太郎、中野博文、村上 洋
    • 雑誌名

      生物化学工学会誌

      巻: 8 ページ: 494-496

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 微生物・酵素を用いた糖カルボン酸の生産2015

    • 著者名/発表者名
      村上洋、桐生高明、木曽太郎
    • 雑誌名

      科学と工業

      巻: 86 ページ: 177-184

    • NAID

      40020508476

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] "ラッカーゼ処理によるショウガ粉末乳酸菌発酵物調製時の生育阻害の予防2020

    • 著者名/発表者名
      桐生 高明、木曽 太郎、西村 政晃、増田 隆史、村上 洋
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 機能性糖質素材の開発2019

    • 著者名/発表者名
      桐生高明,木曽太郎,村上洋
    • 学会等名
      ifia JAPAN 2019 [アイフィア・ジャパン] 第24回 国際食品素材/添加物展・会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アルドースのC-6位を酸化するPseudogluconobacter saccharoketogenesによる配糖体酸化物の調製2019

    • 著者名/発表者名
      桐生高明,木曽太郎,村上洋
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ラッカーゼ処理によるショウガ粉末乳酸菌発酵物調製時の生育阻害の予防2019

    • 著者名/発表者名
      桐生高明,木曽太郎,西村政晃,増田隆史,村上洋
    • 学会等名
      酢酸菌研究会 第10回研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] パイナップル果実芯の酵素処理による水溶性食物繊維の調製2019

    • 著者名/発表者名
      鈍寶宗彦、村上洋、桐生高明、木曽太郎、服部優親
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Enzymatic conversion of lactose to calcium lactobionate.2019

    • 著者名/発表者名
      村上洋、桐生高明、木曽太郎、中野博文
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Biocatalysis and Agricultural Biotechnology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 「糖カルボン酸」のバイオ技術による開発2019

    • 著者名/発表者名
      村上洋、桐生高明、木曽太郎
    • 学会等名
      産業技術支援フェアin KANSAI
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] P. saccharoketogenes IFO14483株の微生物変換における酸化活性の基質特異性2019

    • 著者名/発表者名
      桐生高明、木曽太郎、村上洋
    • 学会等名
      日本農芸化学会平成30年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Gluconobacter 属酢酸菌の膜結合型グルコース脱水素酵2019

    • 著者名/発表者名
      ケオケントラポン,内田侑里、桐生高明、松谷峰之介、片岡尚也、松下一信、薬師寿治
    • 学会等名
      日本農芸化学会平成30年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 食品・化粧品等の物性改良や素材開発ためのバイオ技術2019

    • 著者名/発表者名
      村上洋、桐生高明、木曽太郎
    • 学会等名
      Tech Connect KANSAI 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高ラクトース処理による酢酸菌由来グルコースデヒドロゲナーゼの活性上昇の解析2018

    • 著者名/発表者名
      桐生高明、木曽太郎、村上洋
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成30年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 微生物多糖の生産株の検索2018

    • 著者名/発表者名
      村上洋、今岡駿、原田政仁、大沼貴之、桐生高明、木曽太郎
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成30年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Deracemization of 1-phenylethanols by chemo-enzymatic combination Mn O2-oxidation and ADH-reduction through compartmentalization2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Sato, Rei Yamada, Takaaki Kiryu, Ryuichi Arakawa, Hideya Kawasaki
    • 学会等名
      The Asian Conference on Oleo Science 2017 and The 56th Annual Meeting of the Japan Oil Chemists' Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Komagataeibacter medellinensisのラクトース酸化活性は高ラクトース濃度で誘導される2018

    • 著者名/発表者名
      桐生高明、駒大輔、田中重光、木曽太郎、村上洋
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 微生物を用いたラクトビオン酸の生産2017

    • 著者名/発表者名
      村上洋,宮本康平, 湯口宜明, 桐生高明, 木曽太郎
    • 学会等名
      日本女性科学者の会 第11回学術大会
    • 発表場所
      大阪科学技術センター(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Production and Utilization of Calcium Lactobionate2017

    • 著者名/発表者名
      村上 洋、桐生 高明、木曽 太郎
    • 学会等名
      第57回澱粉研究懇談会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Microbial Conversion of Lactose to Calcium Lactobionate2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Murakami, Takaaki Kiryu, Taro Kiso,Hirofumi Nakano
    • 学会等名
      10th World Congress on Nutrition & Food Sciences
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Paraconiothyrium sp.KD-3由来乳糖酸化酵素の性質とラクトビオン酸カルシウムの生産2017

    • 著者名/発表者名
      村上洋、桐生高明、木曽太郎、中野博文
    • 学会等名
      食品酵素化学研究会 第17回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規機能性糖質素材ラクトビオン酸の開発2016

    • 著者名/発表者名
      桐生高明、木曽太郎、村上洋
    • 学会等名
      酢酸菌研究会 第8回 研究集会
    • 発表場所
      近畿大学(和歌山県紀の川市)
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Enterobacter属由来糖酸化酵素の二糖類への作用性2016

    • 著者名/発表者名
      桐生高明、山内康平、益山新樹、木曽太郎、中野博文、村上洋
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成28年度大会(第65回)
    • 発表場所
      福山大学(広島県福山市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ピタヤ(Hylocereus undatus)における粘性多糖の構造解析と季別変動2016

    • 著者名/発表者名
      木下久瑠美、靜間基博、桐生高明、村上洋、野村啓一
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成28年度大会(第65回)
    • 発表場所
      福山大学(広島県福山市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖転移反応による二糖類アルドン酸の生成2016

    • 著者名/発表者名
      村上洋、宮本康平、湯口宣明、桐生高明、木曽太郎
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成28年度大会(第65回)
    • 発表場所
      福山大学(広島県福山市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] KMnO4/MnO2による酸化反応と酵素による不斉還元反応を組み合わせたキラルアルコールのワンポット合成2016

    • 著者名/発表者名
      山田怜、佐藤博文、桐生高明、川野真太郎、靜間基博、小野大助、川崎英也、荒川隆一
    • 学会等名
      日本油化学会第55回年会
    • 発表場所
      奈良女子大学(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 酢酸菌のイソマルトビオン酸生産酵素の同定2016

    • 著者名/発表者名
      桐生 高明、駒 大輔、田中 重光、木曽 太郎、中野 博文、村上 洋
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2016-03-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖転移反応によるオリゴ糖アルドン酸の合成2016

    • 著者名/発表者名
      村上洋、宮本康平、水取貴史、湯口宜明、靜間基博、桐生高明、木曽太郎、中野博文
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ステロイドホルモン類に対する糖転移2016

    • 著者名/発表者名
      木曽太郎,安居弘樹, 湯口宜明, 桐生高明, 村上 洋, 中野博文
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ラクトビオン酸生産法をはじめとする工業化を目指したオリゴ糖酸化技術の開発研究2015

    • 著者名/発表者名
      桐生高明、木曽太郎、駒大輔、田中重光、中野博文、村上洋
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成27年度大会(第64回)・応用糖質科学シンポジウム
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2015-09-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ステロイドホルモン類の配糖化について2015

    • 著者名/発表者名
      木曽太郎、安居弘樹、湯口宜明、桐生高明、村上 洋、中野博文
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成27年度大会(第64回)
    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム甍(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規機能性食品素材ラクトビオン酸の生産法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      桐生高明,木曽太郎,中野博文,村上洋
    • 学会等名
      日本食品科学工学会第62回大会 シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-08-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 食品・バイオにおける最新の酵素応用2019

    • 著者名/発表者名
      村上洋、桐生高明、木曽太郎
    • 総ページ数
      297
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314266
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] D-グルカル酸生産菌およびD-グルカル酸の生産法2019

    • 発明者名
      伊東哲也,田所宏基,村上洋,木曽太郎,桐生高明
    • 権利者名
      伊東哲也,田所宏基,村上洋,木曽太郎,桐生高明
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 取得年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] パイナップル残渣の処理方法2019

    • 発明者名
      服部優親、鈍寶宗彦、村上洋、木曽太郎、桐生高明
    • 権利者名
      服部優親、鈍寶宗彦、村上洋、木曽太郎、桐生高明
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-046873
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] ショウガ乳酸発酵物の製造方法2018

    • 発明者名
      西村政晃、増田隆史、小野池智香、桐生高明、木曽太郎、村上洋
    • 権利者名
      西村政晃、増田隆史、小野池智香、桐生高明、木曽太郎、村上洋
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-145819
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 美白組成物2018

    • 発明者名
      服部優親、鈍寶宗彦、村上洋、木曽太郎、桐生高明
    • 権利者名
      服部優親、鈍寶宗彦、村上洋、木曽太郎、桐生高明
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-002679
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2021-02-19  

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