メタン資化細菌を利用するメタンからメタノールの生産

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08555203
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 大倉 一郎 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (90089821)
• 研究分担者: 田村 吉隆 森永乳業(株), 中央研究所, 主任研究員 ; 長野 哲雄 東京大学, 薬学部, 教授 (20111552) ; 矢野 重信 奈良女子大学, 理学部, 教授 (60011186)
• キーワード: メタン資化細菌 / メタノール / メタン / メタンモノオキシゲナーゼ / シクロプロパノール

研究概要

汚水処理などにより発生するメタンが社会問題としてクローズアップされている。メタンは可燃性および爆発性のため、蓄積は爆発等の大事故にもつながり、その迅速かつ有効な除去方法が重要な課題になっている。また、発生するメタンを単に装置外に廃棄したのでは、温室効果が大きく、地球規模での大気汚染を誘発するおそれがある。メタンの迅速かつ有効な除去システムが構築できれば、汚水処理により発生するメタンの除去が可能となるばかりでなく、その応用により、近年深刻な社会問題になりつつあるメタンによる大気汚染対策に流用することも可能となる。
本研究では、メタン資化細菌を用いてメタンを有用物質であるメタノールに変換し、有効に利用することを目的としている。メタン資化細菌をシクロプロパノールを用いて処理すると菌体内に存在するメタノールデヒドロゲナーゼ活性が選択的に阻害されることを見出した。このようにしてシクロプ口パノールで処理した修飾メタン資化細菌を用いると、メタノールデヒドロゲナーゼ活性が阻害され、メタノールが生産できることがわかった。メタン濃度、空気との混合比、反応温度を変化させてメタノール生成について反応速度論的研究を行い、メタノール生産フローシステム構築のための基礎的データを得た。その結果、最適反応条件ではメタンモノオキシゲナーゼは100時間も安定であり、メタノール生成に対するメタンモノオキシゲナーゼのターンオーバー数は約10万と得られた。

研究成果

• [文献書誌] M.Takeguchi,K.Miyakawa,and I.Okura: "The role of copper in particulate methane monooxygenase from Methylosinus trichosporium OB3b" J.Mol.Catal.A:Chem.137. 161-168 (1999)
• [文献書誌] T.Inoue,S.N.Kumar,T.Kamachi,and I.Okura: "Hydrogen evolution from glucose with the combination of glucose dehydrogenase and hydrogenase from A.eutrophus H16" Chem.Lett.147-148 (1999)
• [文献書誌] T.Hiraishi,T.Kamachi,and I.Okura: "Photoinduced hydrogen evolution with viologen-linked ruthenium(II)complexes and hydrogenase" J.Mol.Catal.A:Chem.138. 107-113 (1999)
• [文献書誌] T.Hiraishi,T.Kamachi,and I.Okura: "Preparation and characterization of bisviologen-linked ruthenium(II)complexes" J.Photochem.Photobiol.A:Chem.116. 119-125 (1998)
• [文献書誌] F.Sakamoto,X.S.Tan,E.Suzuki,I.Okura,and Y.Fujii: "T-Site selctive photocleavage of DNA by cationic schiff base complex of manganese(III)" Chem.Lett.1127-1128 (1998)
• [文献書誌] M.Takeguchi,T.Furuto,D.Sugimori and I.Okura: "Optimization of methanol biosynthesis by methylosinus trichosporium OB3b:An approach to improve methanol accumulation" Appl.Biochem.Biotechnol.68. 143-152 (1998)
• [文献書誌] M.Takeguchi,K.Miyakawa,and I.Okura: "Purification and properties of particulate methane monooxygenase from Methylosinus trichosporium OB3b" J.Mol.Catal.A:Chem.132. 145-153 (1998)
• [文献書誌] 天尾 豊・大倉一郎: "蛋白質 核酸 酵素" 金属ポルフィリンを用いた光学的酸素センシング技術, 72-76 (1998)
• [文献書誌] 大倉一郎: "触媒" 生体関連触媒, 32-33 (1998)