バイオ燃料電池の飛躍的高出力化

• 研究課題/領域番号: 25660083
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 美川 務 国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 専任研究員 (20321820)
• 研究協力者: 岩崎 わかな 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, 専任研究員 (00332289)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013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: バイオ燃料電池 / バイオテクノロジー / 酵素利用学 / バイオ電池

研究成果の概要

バイオ燃料電池は生命の代謝過程で使用される酸化還元酵素を利用して発電するが、出力の低さからその実用化は難しいと考えられていた。本課題では、バイオ燃料電池の要である使用酵素を結晶化して電極に固定することにより、その電極上での高濃度化、高安定化、また電子のスムーズな移動の実現を介して、バイオ燃料電池の飛躍的な高出力化を試みた。結果として、正極、負極それぞれの電極において5から10倍の電流応答を得ることに成功し、本手法がバイオ燃料電池の実用化に有効であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Loop L1 governs the DNA-binding specificity and order for RecA-catalyzed reactions in homologous recombination and DNA repair (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinohara, T., Ikawa, S., Iwasaki, W., Hiraki, T., Hikima, T., Mikawa, T., Arai, N., Kamiya, N. and Shibata, T.
  • 雑誌名: Nucleic acids research 巻: 43 号: 2 ページ: 973-986
  • DOI: 10.1093/nar/gku1364
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single molecule analysis of Thermus thermophilus SSB protein dynamics on single-stranded DNA (2014)
  • 著者名/発表者名: Jichuan Zhang, Ruobo Zhou, Jin Inoue, Tsutomu Mikawa and Taekjip Ha
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 42 号: 6 ページ: 3821-3832
  • DOI: 10.1093/nar/gkt1316
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An in-cell NMR study of monitoring stress-induced increase of cytosolic Ca2+ concentration in HeLa cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Dambarudhar Shiba Sankar Hembrama, Takahiro Haremakia, Jumpei Hamatsua, Jin Inouea, Hajime Kamoshidaa, Teppei Ikeyaa, Masaki Mishimaa, Tsutomu Mikawab, Nobuhiro Hayashic, Masahiro Shirakawad, Yutaka Ito
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 438 号: 4 ページ: 653-659
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.07.127
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] C-terminal deletion mutant of RecA conserves recombinase-activity, and the recombinase activity is enhanced by dATP (2014)
  • 著者名/発表者名: 飯倉ゆかり, 篠原赳, 笠置原央, 山口祐樹, 岩崎わかな, 柴田武彦, 美川務
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市 パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 組換え活性を向上させたRecA変異体を利用した高精度なPCR (2014)
  • 著者名/発表者名: 篠原 赳1, 飯倉 ゆかり, 重森 康司, 柴田 武彦, 美川 務
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市 パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 生命の代謝過程を模倣することにより発電するバイオ燃料電池の性能向上 (2014)
  • 著者名/発表者名: 美川 務
  • 学会等名: 第4回モデル生物丸ごと一匹学会
  • 発表場所: 豊中市 大阪大学会館
  • 年月日: 2014-09-26 – 2014-09-27
• [学会発表] RecA二量体蛋白質のNMRによる構造機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口 祐樹，飯倉 ゆかり，井上 仁，伊藤 隆，柴田 武彦，美川 務
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸市 神戸ポートアイランド
• [学会発表] RecA 二量体蛋白質の NMRによる構造機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口 祐樹，飯倉 ゆかり，井上 仁，伊藤 隆，柴田 武彦，美川 務
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取市 とりぎん文化会館
• [産業財産権] 改変型の耐熱性ＲｅｃＡ蛋白質、該タンパク質をコードする核酸分子、該タンパク質を用いた核酸の増幅方法、及び核酸増幅用キット (2015)
  • 発明者名: 重森康司、柴田武彦、美川 務、篠原 赳、飯倉ゆかり
  • 権利者名: アイシン精機、理化学研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-07-22
  • 外国
• [産業財産権] 改変型の耐熱性ＲｅｃＡ蛋白質、該タンパク質をコードする核酸分子、該タンパク質を用いた核酸の増幅方法、及び核酸増幅用キット (2014)
  • 発明者名: 重森康司，柴田武彦，美川 務，篠原 赳，飯倉ゆかり
  • 権利者名: アイシン精機（株），(独）理化学研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-07-24