二酸化炭素を原料としたメタノール生産バイオプロセスの開発

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11480146
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 畑中 研一 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (70167584)
• 研究分担者: 中村 聡 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (50227899) ; 大倉 一郎 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (90089821) ; かつら谷 要 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (20251465)
• キーワード: メタン / メタン資化細菌 / 太陽エネルギー / メタノール

研究概要

本研究の目的は新規なバイオプロセスの構築を行い、二酸化炭素とメタンを共にメタノールに変換し、大気中の二酸化炭素とメタンの軽減を達成しようとするものである。二酸化炭素の固定には還元剤として水素を用い、メタンに還元する。還元剤としての水素は、太陽エネルギーを利用したバイオプロセスによる水の分解で獲得する。
昨年までの研究では、緑色植物由来のグラナとA.eutrophus由来の可溶性ヒドロゲナーゼを用いた系を構築し、水の光分解が進行することを見出した。グラナーNAD-ヒドロゲナーゼ系に光照射することにより、水の完全分解による水素発生系を構築できることがわかった。
本年度は、メタン細菌による二酸化炭素からのメタンの生産を行った。メタン細菌は、二酸化炭素の還元を行いメタンを生成する。メタン細菌は二酸化炭素を炭素源とし、これを資化する資化経路と、還元によりメタンを生成する生成経路とを有している。このため固定化した二酸化炭素すべてがメタンになるわけではないが、適切なメタン細菌を選べば、効率よくメタンを発生させることができる。中でもMethanobacterium thermoautotrophicumを用いることにより、効率よくメタン生産が行えることがわかった。現在メタンからメタノールへの変換のための修飾メタン資化細菌の調製を検討中である。

研究成果

• [文献書誌] M.Kunou,M.Koizumi,K.Shimizu,M.Kawase,and K.Hatanaka: "Synthesis of Sulfated Colominic Acid and Their Interaction with Fibroblast Growth Factors"Biomacromolecules. 1・3. 451-458 (2000)
• [文献書誌] K.Hatanaka,T.Yamaguchi,K.Okuyama,K.Katsuraya,and K.Hashimoto: "Synthesis of Mannose-Branched Deoxy-Glucan Derivative by Polymerization of Disaccharide Monomer"Polymer Journal. 32・11. 974-976 (2000)
• [文献書誌] M.C.Kasuya,Y.C.Lee,T.Sato,K.Hatanaka,T.Yamagata et al.: "Azido Glycoside Primer : a Versatile Building Block for the Biocombinatorial Synthesis of Glycosphingolipid Analogues"Carbohydrate Research. 329・1. 755-763 (2000)
• [文献書誌] T.Hiraishi,T.Kamachi,and I.Okura: "Photoinduced Hydrogen Evolution with Bisviologen-Linked Ruthenium (II) Complexes and Hydrogenase"J.Mol.Catal.,A : Chem.. 151. 7-15 (2000)
• [文献書誌] N.K.Shrestha,T.Kamachi,and I.Okura: "Hydrogen Evolution from Glucose with the Combination of Glucose Dehydrogenase,Ferredoxin NADP Reductase and Hydrogenation from A. eutrophus H16"Reac.Kinet.Catal.. 70. 281-285 (2000)
• [文献書誌] M.Takeguchi and I.Okura: "Role of Iron and Copper in Particulate Methane Monooxygenase of Methylosinus trichosporium OB3b"Catalysis Surveys. 4. 51-63 (2000)