2019 年度研究成果報告書

生物由来燃料生産のための機能性酵素カクテル合成と対応フォーミュラの創成

研究課題

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研究課題/領域番号	17K19089
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
研究分野	原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
研究機関	徳島大学
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), 准教授 (10580954)
研究期間 (年度)	2017-06-30 – 2020-03-31
キーワード	耐熱性セルラーゼ
研究成果の概要	セルロースからのバイオ燃料（バイオエタノールやバイオメタン等）生産においては，セルロースの加水分解（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，現在法で製造不可能な理想的特性を持つ加水分解酵素（セルラーゼ）群の製造・利用プロセス（最適な新規酵素種の選定，カクテル比の決定，算式化）創成について検討した。Archaea系超耐熱性菌由来のセルラーゼ発現遺伝子を必要種類人工合成し，増殖速度の速い大腸菌に導入して簡易に酵素を取得した。次に，耐熱性酵素を用いた場合の加水分解速度式の最大酵素反応速度とMichaelis-Menten定数を推算した。
自由記述の分野	生物化学工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	近年，石油などの枯渇性エネルギーに代替しうる再生可能エネルギーとしてバイオ燃料が注目されている。リグノセルロース系バイオマスからのバイオ燃料生産においては，セルロースの酵素糖化の効率を上げることが最も重要な鍵である。従来の酵素糖化では糸状菌由来の酵素が使われてきたが，糸状菌の生育速度が遅いこと，る非常に低いこと，酵素の精製に時間と費用がかかることなどが問題となっています。これらの問題を改善して酵素糖化を迅速かつ効率よく行うために，超好熱性古細菌由来の耐熱性酵素を世代時間の短い大腸菌により大量発現させることに着目した。その利用により酵素糖化時間の短縮やコスト削減が可能となる。