| 研究課題/領域番号 |
17K19089
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
浅田 元子 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 講師 (10580954)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| キーワード | 耐熱性酵素 / バイオフューエル / バイオマス |
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| 研究実績の概要 |
近年、化石資源の枯渇、地球温暖化等の問題を解決するための技術開発や未利用生物資源の有効利用による循環型社会の構築が求められる中、稲わら、バガス（砂糖黍の絞り粕）等の農作物の未利用部分やスギ、ヒノキ間伐材等のセルロース系バイオマスを低コストで効率的にエネルギー物質（生物由来燃料）に変換する技術開発が急務となっている。地球上に最も豊富に存在する有機資源であるセルロースからの生物由来燃料生産においては、セルロースの加水分解（酵素によるグルコースへの糖化）の効率を上げることが最も重要な鍵である。本研究では、理想的特性を持つ酵素（セルラーゼ）群は現在法では製造不可能のため、最適な新規酵素群の選定とその新規製造・利用プロセスの創製に挑戦した。本年度は、Archaea系超耐熱性菌由来の３種類のセルラーゼ（エンドグルカナーゼ、セロビオハイドロラーゼ、β-グルコシダーゼ）の人工合成酵素発現遺伝子を発現プラスミド（pET15-bベクター）に乗せ発現大腸菌（BL21-CodonPlus(DE3)-RIPL）に導入し、その組換え大腸菌の培養を行い、セルラーゼの効率的生産法を確立した。次に、酵素の精製は超音波処理とそれに続く種々の温度での高温処理を行い比較すると共に、組換え大腸菌の高熱処理精製（直接加熱90℃）を行った。その結果、高熱処理精製のみでも高活性を持つ酵素の抽出が可能であり、高温条件下では細胞壁溶解による酵素活性発現可能性があるため組換え大腸菌の直接投入処理も可能であった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
pHや温度などの培養条件を種々変化させることにより、高活性な耐熱性酵素を得るための組換え大腸菌の効率的培養法を確立できただけでなく、高熱処理精製で高活性を持つ酵素を抽出することにより一般には手間のかかるタンパク質抽出操作を省略できたため。さらに、３種類の酵素を種々の割合で混合し、混合酵素によるベンコット（セルロース物質）の加水分解における相乗効果を立証できたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
バイオマスを生物由来燃料に変換するまでの水熱前処理、耐熱性セルラーゼ発現大腸菌の直接添加、可溶化・酵素糖化および高温発酵からなる製造プロセスを創製する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ガラス器具や試薬が所属実験室にあるもので賄うことができたため。バイオマスを生物由来燃料に変換するまでの水熱前処理、耐熱性セルラーゼ発現大腸菌の直接添加、可溶化・酵素糖化および高温発酵からなる製造プロセスを創製するために使用する。
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