生命科学と有機材料科学を基盤とした植物バイオマス資源からの機能性高分子材料の創製

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18208027
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境農学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 片山 義博 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (10214339)
• 研究分担者: 重原 淳孝 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (60170867) ; 政井 英司 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (20272867) ; 中村 雅哉 森林総合研究所, きのこ微生物研究領域, 微生物機能解析チーム長 (50353793) ; 大原 誠資 森林総合研究所, バイオマス化学研究領域, 領域長 (20353617) ; 梶田 真也 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 准教授 (40323753)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 植物バイオマス / リグニン / タンニン / 微生物 / 遺伝子工学 / バイオリアクター / 機能性有機材料 / バイオプラスチックス

研究概要

本研究は生命科学と有機材料科学を基盤に、リグニンやタンニンなど複雑な化学構造を持つ植物バイオマス成分から、微生物機能を用いて一旦単純な構造の中間物質2-ピロン-4, 6-ジカルボン酸(PDC)に高收率変換し、テレフタル酸、L-乳酸、コハク酸等と重縮合させる事により機能性高分子材料を設計生産する新しいリグニン利用技術を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Polyesters of 2-pyrone-4,6-dicarboxylic acid (PDC) as bio-based plastics exhibiting strong adhering properties (2009)
  • 著者名/発表者名: M Hishida, K Shikinaka, Y Katayama, S Kajita, E Masai, M Nakamura, Y Otsuka, S Ohara, K Shigehara
  • 雑誌名: Polymer J 41 ページ: 297-302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzymatic properties of terephthalate 1,2-dioxygenase of Comamonas sp. strain E6 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y Fukuhara, D Kasai, Y Katayama, M Fukuda, E Masai
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 72 ページ: 2335-2341
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel biomass-based polymer prepared from lignin-derived stable metabolic intermediate by copper(I)-catalyzed azide-alkyne click reaction (2008)
  • 著者名/発表者名: T Michinobu, Y Inazawa, K Hiraki, Y Katayama, E Masai, M Nakamura, S Ohara, K Shigehara
  • 雑誌名: Chem Lett 37 ページ: 154-155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic and biochemical investigations on bacterial catabolic pathways for lignin-derived aromatic compounds (2007)
  • 著者名/発表者名: E Masai, Y Katayama, M Fukuda
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 71 ページ: 1-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular properties of 2-pyrone-4,6- dicarboxylic acid (PDC) as a stable metabolic intermediate of lignin isolated by fractional precipitation with Na^+ ion (2007)
  • 著者名/発表者名: T Michinobu, M Bito, Y Yamada, Y Katayama, K Noguchi, E Masai, M Nakamura, S Ohara, K Shigehara
  • 雑誌名: Bull Chem Soc Jpn 80 ページ: 2436-2442
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient production of 2-pyrone 4,6-dicarboxylic acid as a novel polymer-based materialfrom protocatechuate by microbial function (2006)
  • 著者名/発表者名: Y Ohtsuka, M Nakamura, K Shigehara. K Sugimura, E Masai, S Ohara, Y Katayama
  • 雑誌名: Appl Microbiol Bioterch 71 ページ: 608-614
  • 査読あり
• [学会発表] Bioconversion of lignin-related compounds to a novel polymer material, 2-oxopyran-2H-2,6-dicarboxylic acid (2008)
  • 著者名/発表者名: K Mase, Y Otsuka, E Masai, M Nakamura, S Kajita, M Fukuda, S Ohara, K Shigehara,Y Katayama
  • 学会等名: 11th Cell Wall Meeting
  • 発表場所: Copenhagen
  • 年月日: 2008-08-13
• [学会発表] Production of novel polymer-based material from lignin derivatives by microbial function (2007)
  • 著者名/発表者名: Y Otsuka, M Nakamura, E Masai, S Ohara, S Kajita, K Shigehara, Y Katayama
  • 学会等名: International Congress on Biotechnology in the Pulp and Paper Industry
  • 発表場所: Madison, Wisconsin, USA
  • 年月日: 20070710-16
• [学会発表] Enzymatic Properties of terephthalate 1,2-dioxygenase from Comamonas sp. strain E6 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y Fukuhara, E Masai, Y Katayama, M Fukuda
  • 学会等名: American Society for Microbiology, General 107th Meeting
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 20070522-24
• [学会発表] Selective Na^+ ion complexation by biomass-based linear polymers prepared from lignin-derived stable intermediate (2007)
  • 著者名/発表者名: T Michinobu, Y Inazawa, M Bitoh, Y Ohtsuka, M Nakamura, E Masai, S Kajita, Y Katayama, S Ohara, K Shigehara
  • 学会等名: 12th IUPAC International Symposium on MacroMolecular Complexes
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2007-08-29
• [学会発表] 生命科学と有機材料科学を基盤としたリグニンの新しい高度利用に関する研究(I) (2006)
  • 著者名/発表者名: 大塚祐一郎、中村雅哉、杉村耕介、政井英司、重原淳孝、片山義博、大原誠資
  • 学会等名: 第51回リグニン討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2006-10-27
• [備考] 新春学長記者会見(東京農工大学学長,平成21年1月22日)会場:東京商工会議所 東京都千代田区丸の内3-2-2「植物体からエポキシ樹脂の3倍の強度をもつ接着剤を開発」
• [備考] 新聞報道○日刊工業新聞(2009.1.23)○日経産業新聞(2009.1.23)
• [備考] ネット、ホームページ○日経BPバイオテク(WEB)(植物体から接着剤)
  • URL: http://biotech.nikkeibp.co.jp/bionewsn/detail.jsp?id=20059028&newsid=SPC2009012261420&pg_nm=1&sai1=1&new1=1&news1=1&icate=0&yunw=1
• [備考] 長岡技術科学大学広報誌VOS
  • URL: http://www.nagaokaut.ac.jp/j/annai/vos/vos_149.pdf
• [産業財産権] ポリエステル、ポリウレタン及びそれらの製造法 (2008)
  • 発明者名: 片山義博、重原淳孝、高島宏明、山本裕輔、間瀬浩平、下俊久、阿部友邦、政井英司、大原誠資、中村雅哉、大塚祐一郎
  • 産業財産権番号: 特願:2008-235504
  • 出願年月日: 2008-09-12
• [産業財産権] エポキシ樹脂組成物及びその製造方法 (2008)
  • 発明者名: 片山義博、重原淳孝、山本裕輔、政井英司、大原誠資、中村雅哉、大塚祐一郎
  • 産業財産権番号: 特願2008-226284
  • 出願年月日: 2008-09-03
• [産業財産権] 組換えプラスミド、形質転換体及び2H-ピラン-2-オン4, 6-ジカルボン酸の製造法 (2007)
  • 発明者名: 片山義博、梶田真也、重原淳孝、村瀬仁俊、間瀬浩平、大原誠資、中村雅哉、大塚祐一郎、福田雅夫、政井英司
  • 産業財産権番号: 特願2007-255636
  • 出願年月日: 2007-09-28
• [産業財産権] PDC-乳酸コポリエステル及びその成形体 (2007)
  • 発明者名: 片山義博、重原淳孝、間瀬浩平、下俊久、大原尚己
  • 産業財産権番号: 特願2008-522330/WO2007/148471
  • 出願年月日: 2007-04-17