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光エネルギー駆動型の補酵素再生系を組み込んだ微生物を用いる生体光触媒の創製

研究課題

研究課題/領域番号 18K14376
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関奈良女子大学

研究代表者

本田 裕樹  奈良女子大学, 自然科学系, 助教 (90583849)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード光触媒 / 生体触媒 / 水素生産 / 補酵素再生 / ポルフィリン
研究成果の概要

本研究では、生体化合物であるポルフィリン色素を大腸菌への遺伝子工学的手法によって大量生産し、その色素分子を光増感剤として機能させることで、物質生産用の酵素に必要なエネルギーを供給するという新規な光駆動型生体触媒反応系の構築を目指した。大腸菌による色素の大量合成、色素を用いた人工補酵素の光触媒還元、この人工補酵素の光触媒的還元と水素生成酵素の反応を組み合わせた光駆動型水素生産が可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

酵素反応の利用において、反応の進行に必要な補酵素の再生は重要な課題であった。グルコース脱水素酵素との共役反応などは古くから用いられる補酵素再生系であり、また種々の方法が考案されている。本研究では、安価に入手できる光によって、かつ生体分子によって酵素へのエネルギー供給を実現する新規な反応系を構築し、新たな方法論による補酵素再生の実現を目指した。補酵素再生という課題に対して、従来とは異なる方法論で解決を目指す点で学術的な意義があり、かつ、その効果は生体触媒の工業的利用による省エネルギープロセスの実現に寄与することが期待されるころから、社会的な意義のある研究提案であった。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 光エネルギーによって駆動する生体触媒反応2020

    • 著者名/発表者名
      本田裕樹
    • 雑誌名

      生物工学会誌「バイオミディア」

      巻: 98 ページ: 81-81

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 無機ー生体ハイブリッド型光触媒反応:無機半導体とヒドロゲナーゼを組み合わせた光駆動型の水素生産2020

    • 著者名/発表者名
      本田裕樹
    • 雑誌名

      酵素工学ニュース

      巻: 83 ページ: 19-24

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coexpression of 5-Aminolevulinic Acid Synthase Gene Facilitates Heterologous Production of Thermostable Cytochrome P450, CYP119, in Holo Form in Escherichia coli2018

    • 著者名/発表者名
      Honda Yuki、Nanasawa Kii、Fujii Hiroshi
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 19 号: 20 ページ: 2156-2159

    • DOI

      10.1002/cbic.201800331

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Light-driven and mediator-free hydrogen evolution using a combination of a photosensitizer and a recombinant <i>Escherichia coli</i> whole-cell biocatalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Honda, Yuka Shinohara, Hiroshi Fujii
    • 学会等名
      日本化学会第100回春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光増感剤/組換え大腸菌細胞系を用いた光触媒的水素生産2020

    • 著者名/発表者名
      本田裕樹、篠原優佳、藤井浩
    • 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] 微生物の金属硫化物生成能と遺伝子工学的な水素生成能付与を組み合わせた光駆動型水素生成2020

    • 著者名/発表者名
      篠原優佳、本田裕樹、渡邊源規、石原達己、藤井浩
    • 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

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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