エタノール発酵糸状菌の二形性化を利用した単細胞化制御と糖化発酵同時進行への応用

• 研究課題/領域番号: 24560958
• 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: 富山大学
• 研究代表者: 星野 一宏 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 准教授 (20222276)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: エタノール発酵 / 接合菌 / 二形性 / バイオマス / 形態変化 / 糖化発酵同時進行 / 糸状菌 / セルラーゼ / 加水分解酵素

研究成果の概要

エタノール発酵糸状菌をエタノール生産へ適応させるため際の問題点である形態を制御するために、外部環境の変化による二形性のメカニズムを解明するとこと、単細胞化したエタノール発酵糸状菌を活用した糖化発酵進行を検討した。その結果、細胞内のErgosterol生合成の阻害とcAMPの蓄積が、単細胞化を促すことを見いだした。さらに、添加剤としてカフェ酸の添加は、エタノール発酵能を低下させず、形態変化を起こさない有効な試薬であることを見いだした。カフェ酸を添加したセルロースの糖化発酵同時進行を行った結果、5.4 g/Lのエタノールを直接生産することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Identification and Characterization of D-Xylose Reductase Involved in Pentose Catabolism of the Zygomycetous Fungus Rhizomucor pusillus (2015)
  • 著者名/発表者名: Komeda H, Yamasaki-Yashiki S, Hoshino K, Asano Y
  • 雑誌名: J Biosci Bioeng. 巻: 119 号: 1 ページ: 57-64
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2014.06.012
  • NAID: 110009892234
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Analysis of NAD+-Dependent Xylitol Dehydrogenase from the Zygomycetous Fungus Rhizomucor pusillus and Reversal of the Coenzyme Preference (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki-Yashiki S, Komeda H, Hoshino K, Asano Y
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 78 号: 11 ページ: 1943-1953
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.943646
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two new b-glucosidases from ethanol-fermenting fungus Mucor circinelloides NBRC 4572: enzyme purification, functional characterization, and molecular cloning of the gene. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato, Y. Nomura, T. Ogita, S.,Takano, M. & Hoshino K.
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotech. 巻: 97 号: 23 ページ: 10045-10056
  • DOI: 10.1007/s00253-013-5210-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct ethanol production from N-acetylglucosamine and chitin substrates by Mucor sp. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kentarou Inokuma, Maki Takano, Kazuhiro Hoshino
  • 雑誌名: Biocehnical Engineering Journal 巻: 72 ページ: 24-32
  • DOI: 10.1016/j.bej.2012.12.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新規エタノール発酵糸状菌を活用した稲わら等の同時糖化発酵システムの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 星野一宏
  • 雑誌名: クリーンエネルギー 巻: 22 ページ: 19-22
  • NAID: 40019603505
• [学会発表] エタノール発酵糸状菌の二形成制御による好気的酵母化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高野真希、寺山結香、星野一宏
  • 学会等名: 日本農芸化学会 2015年大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] エタノール発酵糸状菌のイオンビーム変異による高温耐性化およびリグノセルロースの同時糖化発酵への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 角田貴一、高野真希、畑下昌範、星野一宏
  • 学会等名: 日本農芸化学会 2015年大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Bioethanol Production from Rice Straw Pretreated with NaOH Solution by Using a Novel Pentose-fermenting Fungus (2015)
  • 著者名/発表者名: Takano M, Hoshino K
  • 学会等名: 21st International Symposium on Alcohol Fuels (21st ISAF)
  • 発表場所: Gwangju, Republic of Korea
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-15
• [学会発表] 二形性真菌Mucor javanicusの 酵母化菌体による好気的エタノール生産 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺山結香、高野真希、星野一宏
  • 学会等名: 化学工学会 新潟大会2014
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-23
• [学会発表] Ethanol発酵糸状菌のイオンビーム変異による高温耐性化およびバイオマスの同時糖化発酵への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 角田貴一、高野真希、星野一宏
  • 学会等名: 化学工学会 新潟大会2014
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-23
• [学会発表] エタノール発酵糸状菌のイオンビーム変異による高温耐性株の構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高野真希、畑下昌範、星野一宏
  • 学会等名: 第66回 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] Mucor属接合菌を用いた製紙廃棄物からの効率的エタノール生産 (2013)
  • 著者名/発表者名: 髙野真希、星野一宏
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大学
  • 発表場所: 広島国際会議場
• [学会発表] 接合Mucor javanicusを用いたγ-リノレン酸の効率的生産 (2013)
  • 著者名/発表者名: 喜多彩香、髙野真希、星野一宏
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大学
  • 発表場所: 広島国際会議場
• [学会発表] Absidia属糸状菌の酵母化およびエタノール生産への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 飯田貴大、髙野真希、星野一宏
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大学
  • 発表場所: 広島国際会議場
• [学会発表] Development of thermotolerant ethanol-producing fungus for bioethanol production from lignocellulose (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Hoshino, M.Takano, M.Hatashita
  • 学会等名: Asian Cngress on Biotechnology 2013 (ACB2013)
  • 発表場所: New Delhi, India
• [学会発表] Development of efficient ethanol production from paper sludge by ethanol-producing Mucor sp. (2013)
  • 著者名/発表者名: M.Takano, K.Hoshino
  • 学会等名: Asian Cngress on Biotechnology 2013 (ACB2013)
  • 発表場所: New Delhi, India
• [学会発表] Effective production of gamma-linolenic acid by Mucor javanicus (2013)
  • 著者名/発表者名: A.Kita, T.Maki, K.Hoshino
  • 学会等名: Asian Cngress on Biotechnology 2013 (ACB2013)
  • 発表場所: New Delhi, India
• [学会発表] Construction of Yeast-Like Abisidia sp. and Its Application on (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Iida, M.Takano, K.Hoshino
  • 学会等名: Asian Cngress on Biotechnology 2013 (ACB2013)
  • 発表場所: New Delhi, India
• [学会発表] Direct bioethanol prodcution from paper sludge by consolidated bioprocessing with new fusion cell of Mucor sp.
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Hoshino, Maki Takano
  • 学会等名: 15th International Biotechnology Symposium and Exhibition (IBS2012)
  • 発表場所: Daegu, Republic of Korea
• [学会発表] エタノール発酵糸状菌の二形性変化とエタノール発酵への応用
  • 著者名/発表者名: 星野一宏、髙野真希
  • 学会等名: 第78回大会 化学工学年会
  • 発表場所: 大阪、大阪大学 豊中キャンパス
• [学会発表] Novel ethanol-producing fungi for SSF of unused biomass
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Hoshino, Maki Takano
  • 学会等名: 化学工学会 第78回大会
  • 発表場所: 大阪、大阪大学 豊中キャンパス
  • 招待講演
• [産業財産権] 製紙廃棄物からのエタノール製造方法 (2013)
  • 発明者名: 星野一宏、髙野真希
  • 権利者名: 国立大学 富山大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-200843
  • 出願年月日: 2013-09-23
• [産業財産権] 糸状菌を用いる木質系バイオマスからの製造方法 (2013)
  • 発明者名: 星野一宏、髙野真希
  • 権利者名: 国立大学 富山大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-202539
  • 出願年月日: 2013-09-23