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可逆的脱炭酸酵素群の炭酸固定機能の解析と効率的な炭酸固定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18580072
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学
研究機関岐阜大学

研究代表者

吉田 豊和  岐阜大学, 工学部, 准教授 (90220657)

研究分担者 長澤 透  岐阜大学, 工学部, 教授 (60115904)
満倉 浩一  岐阜大学, 工学部, 助教 (70324283)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,860千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 360千円)
2007年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2006年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード酵素反応 / 応用微生物 / 酵素 / バイオリアクター / 生体機能利用
研究概要

炭酸固定機能を備えた新しい脱炭酸酵素群を利用した芳香族カルボン酸の合成法の開発を目的とし、炭酸固定機能の解析とより効率的な炭酸固定法の開発を目指した。2,3-および3,4-ジヒドロキシ安息香酸脱炭酸酵素の精製酵素を用いて、反応特性を比較した。2,3-ジヒドロキシ安息香酸脱炭酸酵素については、これまでに一部のカビに活性が分布するとされていたが、カビ全般に分布することを見出した。両酵素を単一に精製し反応特性を解析するとともに、炭酸固定機能を備えていることを示した。いずれの酵素についても、遺伝子をクローニングして一次構造の解析も進めた。水酸基の位置を厳密に認識してカルボキシル基の導入を触媒しており、位置選択的カルボキシノ化を触媒する独立した酵素ファミリーに属することが明らかとなった。
炭酸固定反応の反応場として超臨界二酸化炭素に着目した。超臨界二酸化炭素下で可逆的脱炭酸酵素の炭酸固定反応を検討したところ、常圧下と比べて変換率が極端に低下することが判明した。これは、反応液系のpHのシフトおよび温度設定値が酵素活性に大きく影響を及ぼすためと考えられた。そこで、比較的温度に強い脱炭酸酵素を持つ微生物を探索するために、50℃での4-ヒドロキシ安息香酸を用いた集積培養を行った。高温菌において4-ヒドロキシ安息香酸脱炭酸酵素を有する微生物を初めて見出し、培養条件を最適化した。分離した微生物株の脱炭酸酵素は50℃において最大活性を示し、温度安定性の面でも優れていた。今後、超臨界流体二酸化炭素を基質とする炭酸固定反応に適用することを計画している。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Biological Kolbe-Schmitt carboxylation2007

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshida, T. Nagasawa
    • 雑誌名

      Novel production technology That uses microorganism function CMC Publishing(S. Shimizu, H. Ohtake, T. Fujio, H. Anazawa)

      ページ: 123-137

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Purification, characterization and gene cloning of 4-hydroxybenzoate decarboxylase of Enterobacter cloace P2402006

    • 著者名/発表者名
      T. Matsui, T. Yoshida, T. Hayashi, T. Nagasawa
    • 雑誌名

      Archives of Microbiology 186

      ページ: 21-29

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regioselective carboxylation of 1, 3-dihydroxybenzoate by 2, 6-dihydroxybenzoate decarboxylase of Pandoraea sp. 12B-22006

    • 著者名/発表者名
      T. Matsui, T. Yoshida, T. Yoshimura, T. Nagasawa
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology 73

      ページ: 95-102

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Purification, characterization and gene cloning of 4-hydroxybenzoate decarboxylase of Enterobacter cloacae P2402006

    • 著者名/発表者名
      T. Matsui, T. Yoshida, T. Hayashi, T. Nagasawa
    • 雑誌名

      Archives of Microbiology 186

      ページ: 21-29

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Regioselective carboxylation of 1,3-dihydroxybenzene by 2,6- dihydroxybenzoate decarboxylase of Pandoraea sp. 12B-22006

    • 著者名/発表者名
      T. Matsui, T. Yoshida, T. Yoshimura, T. Nagasawa
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology 73

      ページ: 95-102

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Purificationm charactetrization and gene cloning of 4-hydroxybenzoate decarboxylase of Enterobacter cloacae P2402006

    • 著者名/発表者名
      T.Matsui, T.Yoshida, T.Hayashi, T.Nagasawa
    • 雑誌名

      Archives of Microbiology 186

      ページ: 21-29

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 2,3-ジヒドロキシ安息香酸脱炭酸酵素の炭酸固定機能の評価2007

    • 著者名/発表者名
      宇野慎一、新美智子、吉田豊和長澤 透
    • 学会等名
      日本農芸化学会平成19年度大会
    • 発表場所
      東京農業大学
    • 年月日
      2007-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 微生物による4-ヒドロキシ安息香酸生産活性の分布2007

    • 著者名/発表者名
      稲川顕嗣、吉田豊和、長澤 透
    • 学会等名
      日本農芸化学会平成19年度大会
    • 発表場所
      東京農業大学
    • 年月日
      2007-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Carboxylation reaction of 2,3-dihydroxybenzoate decarboxylase2007

    • 著者名/発表者名
      S. Uno, T. Niimi, T. Yoshida, T. Nagasawa
    • 学会等名
      Annual meeting of Japan Society for Bioscience, Biotechnology and Agro-chemistry
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Distribution of 4-hydroxybenzoate-producing activity in microorganisms2007

    • 著者名/発表者名
      A. Inagawa, T. Yoshida, T. Nagasawa
    • 学会等名
      Annual meeting of Japan Society for Bioscience, Biotechnology and Agro-chemistry
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Regioselective caboxylation reaction of aromatic carboxylic acid decarboxylases2006

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshida, S. Uno, T. Matsui, T. Nagasawa
    • 学会等名
      Biocat 2006
    • 発表場所
      ハングルグ工科大学、ドイツ
    • 年月日
      2006-09-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Regioselective carboxylation reaction of aromatic carboxylic acid decarboxylases2006

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshida, S. Uno, T. Matsui, T. Nagasawa
    • 学会等名
      Biocat 2006
    • 発表場所
      Humburg, Germany
    • 年月日
      2006-09-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] 微生物機能を活用した革新的生産技術の最前線、第II編第2章 微生物触媒によるコルベ・シュミット炭酸固定反応2007

    • 著者名/発表者名
      吉田豊和、長澤 透(分担執筆)
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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