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2019 年度 実績報告書

セルロースを原料とするポリマー前駆体であるグルカル酸の新規酵素合成系の確立

研究課題

研究課題/領域番号 15K06593
研究機関地方独立行政法人大阪産業技術研究所

研究代表者

桐生 高明  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主任研究員 (20416308)

研究分担者 村上 洋  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究主幹 (10416307)
木曽 太郎  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主任研究員 (90416313)
大橋 博之  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究員 (10826184)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
キーワードbaiomass / セロビオース / セルロース / セロビオン酸 / βーグルコシダーゼ / グルカル酸 / 糖酸化酵素
研究実績の概要

昨年度までにセロビオースをParaconiothryum属由来のCarbohydrate:acceptor oxidoreductaseで酸化しセロビオン酸を生産する手法を確立した。さらに次のステップであるセロビオン酸をβーグルコシダーゼにより加水分解し、D-グルコースとD-グルコン酸を生成させることを目的に研究を行ってきたが、本加水分解反応が反応の途中で停止してしまうことが分かった。そのため本年度は、その反応停止の原因の解明に取り組んだ。βーグルコシダーゼの反応阻害の理由が加水分解により生じるD-グルコースまたはD-グルコン酸によるフィードバック阻害であると考え、D-グルコースおよびD-グルコン酸を添加した場合のβーグルコシダーゼの反応への影響について調べた。D-グルコース添加は反応に影響がなかったのに対し、D-グルコン酸の添加はβーグルコシダーゼの反応を強く阻害したことから、反応の停止の理由がD-グルコン酸によるβーグルコシダーゼのフィードバック阻害であることが分かった。D-グルコン酸による阻害の場合、簡便な方法で回避することは不可能であるため、セロビオン酸の加水分解をβーグルコシダーゼで効率的に行うのは極めて困難であることがわかった。一方、昨年までに開発した酸によるセロビオン酸加熱加水分解反応は反応が途中で停止することもなく、セロビオン酸の加水分解に適していた。終濃度1Mになるように塩酸を加え、1時間煮沸すれば、セロビオン酸のすべてをD-グルコースとD-グルコン酸に加水分解できた。Paraconiothryum属由来のCarbohydrate:acceptor oxidoreductaseと酸による加水分解を組み合わせればセロビオースからセロビオン酸を経由して効率良くD-グルコースとD-グルコン酸を生成できることが分かった。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Identifying membrane-bound quinoprotein glucose dehydrogenase from acetic acid bacteria that produce lactobionic and cellobionic acids2019

    • 著者名/発表者名
      Kiryu Takaaki、Kiso Taro、Koma Daisuke、Tanaka Shigemitsu、Murakami Hiromi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 83 ページ: 1171~1179

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1580136

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxidation of isomaltose, gentiobiose, and melibiose by membrane-bound quinoprotein glucose dehydrogenase from acetic acid bacteria2019

    • 著者名/発表者名
      Kiryu Takaaki、Kiso Taro、Sato Hirofumi、Murakami Hiromi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 84 ページ: 507~517

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1689095

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 食品・化粧品素材の生産に利用可能な微生物菌体および酵素の検索2019

    • 著者名/発表者名
      ○桐生高明,木曽太郎,村上洋
    • 雑誌名

      科学と工業

      巻: 93 ページ: 180-195

  • [雑誌論文] Paraconiothyrium sp.KD-3株由来乳糖酸化酵素を用いたラクトビオン酸カルシウムの生産2019

    • 著者名/発表者名
      村上洋、桐生高明、木曽太郎、中野博文
    • 雑誌名

      BIO INDUSTRY

      巻: 36 ページ: 51-60

  • [学会発表] "ラッカーゼ処理によるショウガ粉末乳酸菌発酵物調製時の生育阻害の予防2020

    • 著者名/発表者名
      桐生 高明、木曽 太郎、西村 政晃、増田 隆史、村上 洋
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
  • [学会発表] 機能性糖質素材の開発2019

    • 著者名/発表者名
      桐生高明,木曽太郎,村上洋
    • 学会等名
      ifia JAPAN 2019 [アイフィア・ジャパン] 第24回 国際食品素材/添加物展・会議
  • [学会発表] アルドースのC-6位を酸化するPseudogluconobacter saccharoketogenesによる配糖体酸化物の調製2019

    • 著者名/発表者名
      桐生高明,木曽太郎,村上洋
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会2019年度大会
  • [学会発表] ラッカーゼ処理によるショウガ粉末乳酸菌発酵物調製時の生育阻害の予防2019

    • 著者名/発表者名
      桐生高明,木曽太郎,西村政晃,増田隆史,村上洋
    • 学会等名
      酢酸菌研究会 第10回研究集会
  • [学会発表] パイナップル果実芯の酵素処理による水溶性食物繊維の調製2019

    • 著者名/発表者名
      鈍寶宗彦、村上洋、桐生高明、木曽太郎、服部優親
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会2019年度大会
  • [学会発表] Enzymatic conversion of lactose to calcium lactobionate.2019

    • 著者名/発表者名
      村上洋、桐生高明、木曽太郎、中野博文
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Biocatalysis and Agricultural Biotechnology
    • 国際学会
  • [学会発表] 「糖カルボン酸」のバイオ技術による開発2019

    • 著者名/発表者名
      村上洋、桐生高明、木曽太郎
    • 学会等名
      産業技術支援フェアin KANSAI
  • [図書] 食品・バイオにおける最新の酵素応用2019

    • 著者名/発表者名
      村上洋、桐生高明、木曽太郎
    • 総ページ数
      297
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1426-6
  • [産業財産権] D-グルカル酸生産菌およびD-グルカル酸の生産法2019

    • 発明者名
      伊東哲也,田所宏基,村上洋,木曽太郎,桐生高明
    • 権利者名
      伊東哲也,田所宏基,村上洋,木曽太郎,桐生高明
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT中国出願201380029481.2
    • 外国

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公開日: 2021-01-27  

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