バイオマスの酵素糖化抵抗性に対するリグニンの寄与の包括的理解

• 研究課題/領域番号: 25850232
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 環境農学(含ランドスケープ科学)
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 野中 寛 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (90422881)
• 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 酵素糖化 / リグノセルロース / リグニン / セルラーゼ / 吸着 / 蒸気爆砕 / 元素分析 / 酵素吸着 / 酵素リサイクル / バイオマス / セルロース

研究成果の概要

セルロース系バイオマスの酵素糖化におけるリグニンの影響を，単離リグニンではなく，実バイオマスを用いて包括的に理解することを目的とした。実験には主として蒸気爆砕ユーカリを用いた。まず糖化残渣の窒素量の測定により，セルラーゼ吸着挙動を追跡する手法開発に成功した。基質へのセルラーゼ吸着量は初期で最大となり，セルロースに吸着したセルラーゼが時間とともに遊離すると推測された。低酵素量の際でも，全セルラーゼがリグニンに吸着するわけではなく，基質中のリグニン含有率の増大につれ，飽和吸着量が増大することを明らかにした。一方アルカリ蒸解前処理を行うと基質中リグニンのセルラーゼ吸着量が大きくなることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Quantification of cellulase adsorbed on saccharification residue without the use of colorimetric protein assays (2014)
  • 著者名/発表者名: NONAKA Hiroshi, HIDENO Akihiro
  • 雑誌名: Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic 巻: １１０ ページ: 54-58
  • DOI: 10.1016/j.molcatb.2014.09.008
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 蒸気爆砕ユーカリ酵素糖化過程におけるセルラーゼ吸着挙動の解釈 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野中寛, 河野宏紀
  • 雑誌名: 日本エネルギー学会誌 巻: 93 号: 12 ページ: 1251-1256
  • DOI: 10.3775/jie.93.1251
  • NAID: 130004741220
  • ISSN: 0916-8753, 1882-6121
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 酵素糖化過程におけるセルラーゼ吸着挙動の植物種間比較 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河野 宏紀，野中 寛
  • 学会等名: 第11回バイオマス科学会議
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県・新潟市）
  • 年月日: 2016-01-20
• [学会発表] Difference of cellulase adsorption during enzymatic saccharification of various pretreated lignocelluloses (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Kawano and Hiroshi Nonaka
  • 学会等名: 3rd Asian Conference on Biomass Science
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県・新潟市）
  • 年月日: 2016-01-19
  • 国際学会
• [学会発表] Monitoring of Cellulase Adsorption Behavior during Enzymatic Saccharification of Steam-Exploded Eucalyptus (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nonaka and Hiroki Kawano
  • 学会等名: 23rd European Biomass Conference and Exhibition
  • 発表場所: オーストリア・ウィーン
  • 年月日: 2015-06-01 – 2015-06-04
• [学会発表] Monitoring of Cellulase Adsorption Behavior during Enzymatic Saccharification of Steam-Exploded Eucalyptus (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nonaka and Hiroki Kawano
  • 学会等名: 23rd European Biomass Conference and Exhibition
  • 発表場所: ウィーン，オーストリア
  • 年月日: 2015-06-01
  • 国際学会
• [学会発表] 爆砕ユーカリの酵素糖化過程におけるセルラーゼ吸着挙動の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河野宏紀，野中 寛
  • 学会等名: 第10回バイオマス科学会議
  • 発表場所: つくば市 産総研共用講堂
  • 年月日: 2015-01-14 – 2015-01-15
• [学会発表] Tracking of cellulase using elemental analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nonaka, Hiroki Kawano, Akihiro Hideno
  • 学会等名: MIE Bioforum 2014
  • 発表場所: 志摩市 合歓の郷
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Cellulase adsorption onto steam-exploded eucalyptus during enzymatic saccharification (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nonaka and Hiroki Kawano
  • 学会等名: MIE Bioforum 2014
  • 発表場所: 志摩市 合歓の郷
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] セルラーゼ定量における元素分析の適用性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野中 寛, 河野 宏紀
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌市 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] 蒸気爆砕ユーカリの酵素糖化におけるセルラーゼ－リグニンの相互作用解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: （三重大）河野宏紀，○野中 寛
  • 学会等名: 第9回バイオマス科学会議
  • 発表場所: 高知
• [学会発表] 元素分析によるリグノセルロース吸着セルラーゼの直接定量 (2014)
  • 著者名/発表者名: (愛媛大）○秀野晃大，（三重大）野中 寛
  • 学会等名: 第9回バイオマス科学会議
  • 発表場所: 高知
• [学会発表] Direct determination of lignocellulose-adsorbed cellulases based on elemental analysis
  • 著者名/発表者名: Akihiro Hideno(Ehime Univ.), Hiroshi Nonaka(Mie Univ.)
  • 学会等名: 1st Asian Conference on Biomass Science
  • 発表場所: Kochi