• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

新規融合型酵素によるギ酸からの水素生成系の創生

研究課題

研究課題/領域番号 18H02091
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関九州大学

研究代表者

尹 基石  九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (50701497)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワードエネルギー変換系 / 水素酸化反応 / ヒドロゲナーゼ / ギ酸デヒドロゲナーゼ / 生体触媒 / 水素発生 / 二酸化炭素の水素化 / 水素生成 / エネルギー変換反応 / 融合型酵素反応 / 水素 / 二酸化炭素 / ギ酸 / 人工融合酵素
研究成果の概要

生体触媒を用いたギ酸塩から効率的な水素発生は、環境にクリーンなエネルギー源を生み出す魅力的な方法である。 しかし、ギ酸の酸化と水素発生を触媒する酵素は、酸素にその酵素活性が非常に不安定である。本研究では、酸素安定性[NiFe]-ヒドロゲナーゼと[Mo]-ギ酸脱水素酵素を導電性の担体であるカーボンブラックに担持し、天然由来ポリマーなどで固定化し、効率的なギ酸から水素生成系を構築した。アルギン酸ナトリウムとカーボンブラックで固定化した生体触媒は、ギ酸から水素発生反応の安定化に寄与した。本固定化酵素触媒反応系は、顕著な酸素安定性を示し、空気に暴露後にも触媒的に水素生成が確認される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

微生物によるバイオマスを原料とした水素生成では、ギ酸を基質とすることも可能である。実際、様々な通性嫌気性細菌による、ギ酸を基質とした水素生成法がこれまでに報告されている。しかし、酸素安定性酵素を導電性のカーボンブラックに担持し、酵素電極によるギ酸からの水素生成のエネルギー変換系を構築するのは、本研究が初めての例となる。本研究は、異なる生体触媒をカーボン担体に固定することで、水溶性エネルギー変換系を創成するものであり、貴金属触媒を持たない高効率なエネルギー変換系の研究開発に大きく貢献するものである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A NiRhS Fuel Cell Catalyst-Lessons from Hydrogenase.2020

    • 著者名/発表者名
      Ogo, Seiji;* Ando, Tatsuya; Thi Minh, Le Tu; Mori, Yuki; Matsumoto, Takahiro; Yatabe, Takeshi; Yoon, Ki-Seok; Sato, Yukio; Hibino, Takashi; Kaneko, Kenji.
    • 雑誌名

      Chemical Communucations

      巻: 56 号: 79 ページ: 11787-11790

    • DOI

      10.1039/d0cc04789a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biochemical and structural characterization of a thermostable Dps protein with His‐type ferroxidase centers and outer metal‐binding sites2020

    • 著者名/発表者名
      Minato Takuo、Teramoto Takamasa、Kakuta Yoshimitsu、Ogo Seiji、Yoon Ki‐Seok
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: - 号: 7 ページ: 1219-1229

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12837

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NiFe], [FeFe], and [Fe] Hydrogenase Models from Isomers2020

    • 著者名/発表者名
      Ogo, Seiji; Kishima, Takahiro; Yatabe, Takeshi; Miyazawa, Keishi; Yamasaki, Ryunosuke; Matsumoto, Takahiro; Ando, Tatsuya; Kikkawa, Mitsuhiro; Isegawa, Miho; Yoon, Ki-Seok; Hayami, Shinya
    • 雑誌名

      Sci. Adv.

      巻: 6 号: 24

    • DOI

      10.1126/sciadv.aaz8181

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase of Citrobacter sp. S-77 is Post-translationally Modified by CoA (Protein CoAlation) under Oxidative Stress2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuji, Kohsei; Yoon, Ki-Seok; Ogo, Seiji.
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 9 ページ: 53-73

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Redox-dependent conformational changes of a proximal [4Fe-4S] cluster in Hyb-type [NiFe]-hydrogenase to protect the active site from O22018

    • 著者名/発表者名
      N. D. M. Noor, H. Matsuura, K. Nishikawa, H. Tai, S. Hirota, J. Kim, J. Kang, M. Tateno, K-S. Yoon, S. Ogo, S. Kubota, Y. Shomura and Y. Higuchi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 87 ページ: 12385-12388

    • DOI

      10.1039/c8cc06261g

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Oxidation of Guanosine Monophosphate with O2 via a Ru-peroxo Complex in Water2018

    • 著者名/発表者名
      Takenaka, Makoto; Kikkawa, Mitsuhiro; Matsumoto, Takahiro; Yatabe, Takeshi; Ando, Tatsuya; Yoon, Ki-Seok; Ogo, Seiji
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 13 号: 21 ページ: 3180-3184

    • DOI

      10.1002/asia.201801267

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multifunctional Catalysts for H2O2-resistant Hydrogen Fuel Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Mori, Yuki; Ando, Tatsuya; Matsumoto, Takahiro; Yatabe, Takeshi; Kikkawa, Mitsuhiro; Yoon, Ki-Seok; Ogo, Seiji
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 57 号: 48 ページ: 34-36

    • DOI

      10.1002/anie.201810270

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A MnI Model for the Photoinhibited Species of Oxygen-Evolving Complex.2018

    • 著者名/発表者名
      Yatabe, Takeshi; Tokunaga, Taisuke; Matsumoto, Kikkawa, Mitsuhiro; Tatsuya; Yoon, Ki-Seok; Ogo, Seiji.
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 47 号: 1 ページ: 34-36

    • DOI

      10.1246/cl.170869

    • NAID

      130006302110

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] New [NiFe]hydrogenases running between H2 and O2 molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Ki-Seok Yoon, Seiji Ogo
    • 学会等名
      The 20th Biocatalysis Symposium of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring new biocatalysts for hydrogen activation2018

    • 著者名/発表者名
      Ki-Seok Yoon, Seiji Ogo
    • 学会等名
      The 4th Korea-Japan Symposium on Hydrogen in Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New insights of naturally occurring O2-tolerant [NiFe]hydrogenase2018

    • 著者名/発表者名
      Ki-Seok Yoon, Seiji Ogo
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry 2018 (ICPAC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A diversity of Naturally Occurring O2-tolerant [NiFe]hydrogenase2018

    • 著者名/発表者名
      Ki-Seok Yoon, Tahahiro Matsumoto, Seiji Ogo
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry 2018 (ICCC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural genes and hydrogen activation of [NiFe]hydrogenase from Citrobacter sp. S-772018

    • 著者名/発表者名
      Ki-Seok Yoon, Seiji Ogo
    • 学会等名
      The 70th The Society for Biotechnology, Annual Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Redox-regulation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from Citrobacter sp. S-77 by coenzyme A2018

    • 著者名/発表者名
      Kohsei Tsuji, Ki-Seok Yoon, Seiji Ogo
    • 学会等名
      The 91st Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi