非可食性バイオマス糖化物に適応するバイオプラスチック製造微生物工場の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23580452
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境農学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 大井 俊彦 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40223713)
• 研究分担者: 田口 精一 北海道大学, 大学院工学研究院, 教授 (70216828) ; 松本 謙一郎 北海道大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80360642)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: バイオプラスチック / バイオポリエステル / 非可食バイオマス / 微生物工場 / 糖化 / 乳酸ポリマー

研究概要

セルロースの触媒加水分解では、糖の過分解で生じる5HMFが副生され宿主の生育を阻害することから、5HMF耐性を持った大腸菌を検索し、使用する糖濃度の範囲でポリマー生産性に障害とならない宿主大腸菌LS5218株を選抜した。また、改良した微生物工場がキシロースとグルコースの単独使用だけでなく、混合糖液においてもポリマー生産に十分適応可能であることを示した。実際に非可食バイオマスから調製した各種不純物を含む混合糖液においても十分なポリマー生産能力を示した。
以上の研究結果から、本研究目的である非可食バイオマス糖化物を炭素源としたバイオポリエステルを生産するまでの一貫プロセスの開発することができた

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced production of poly(lactate-co-3- hydroxybutyrate) from xylose in engineered Escherichia coli overexpressing a galactitol transporter (2014)
  • 著者名/発表者名: JM. Nduko, K. Matsumoto, T. Ooi, S. Taguchi
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 巻: vol.98, No. 6 ページ: 2453-2460
  • DOI: 10.1007/s00253-013-5401-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effectiveness of xylose utilization for high yield production of lactate-enriched P(lactate-co-3- hydroxybutyrate) using a lactate-overproducing strain of Escherichia coli and an evolved lactate-polymerizing enzyme (2013)
  • 著者名/発表者名: JM. Nduko, K. Matsumoto, T. Ooi, S. Taguchi
  • 雑誌名: Metab. Eng 巻: vol.15 ページ: 159-166
  • DOI: 10.1016/j.ymben.2012.11.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyhydroxyalkanoates production from cellulose hydrolysate in Escherichia coli LS5218 with superior resistance against 5-hydroxymethylfulfural (2012)
  • 著者名/発表者名: JM. Nduko, W. Suzuki, K. Matsumoto, H. Kobayashi, T. Ooi, A. Fukuoka, S. Taguchi
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng 巻: vol.113, No. 1 ページ: 70-72
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2011.08.021
  • 査読あり
• [学会発表] 植物バイオマス由来の酵素糖化物を炭素源としたバイオポリエステルの生産 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大井俊彦、佐々木勝平、松本謙一郎、田口精一
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 明治大学(川崎
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] Efficient production of poly(lactate-co-3- hydroxybutyrate) using hemicellulose-derived sugar, xylose, in engineered Escherichia coli overexpressing a galactitol transporter (2013)
  • 著者名/発表者名: JM. Nduko, K. Matsumoto, T. Ooi, S. Taguchi
  • 学会等名: Frontier Chemistry Center International Symposium 2013
  • 発表場所: Hokkaido University (Sapporo)
  • 年月日: 20131209-10
• [学会発表] 植物バイオマスを用いた共重合ポリエステルの生産 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木勝平、大井俊彦、ンドゥコジョン、松本謙一郎、田口精一
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島)
  • 年月日: 20130918-20
• [学会発表] 非可食性植物バイオマスからのP(3HB)の微生物生産 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大井俊彦、佐々木勝平、ンドゥコジョン、松本謙一郎、田口精一
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島)
  • 年月日: 20130918-20
• [学会発表] Efficient bioconversion of lignocellulosic biomass-derived sugars into poly(lactate-co-3- hydroxybutyrate) by metabolically engineered Escherichia coli (2012)
  • 著者名/発表者名: JM. Nduko, K. Matsumoto, T. Ooi, S. Taguchi
  • 学会等名: 15th International Biotechnology Symposium and Exhibition
  • 発表場所: EXICO, Daegu (Korea)
  • 年月日: 20120916-21
• [学会発表] Lactate-based polyester production by recombinant bacteria using lignocellulosic biomass sugars as carbon sources (2012)
  • 著者名/発表者名: JM. Nduko, K. Matsumoto, T. Ooi, S. Taguchi
  • 学会等名: Japan-China-Korea Joint Symposium on Enzyme Engineering
  • 発表場所: Kanazawa Excel Hotel (Kanazawa)
  • 年月日: 20120528-31
• [学会発表] Biosynthesis of polyhydroxyalkanoates from cellulose hydrolysate in Escherichia coli strain with superior tolerance to 5-hydroxymethylfurfural (2012)
  • 著者名/発表者名: JM Nduko, K. Matsumoto, H. Kobayashi, T. Ooi, A. Fukuoka, S. Taguchi
  • 学会等名: The 5th GCOE International Symposium
  • 発表場所: Hokkaido University (Sapporo)
  • 年月日: 2012-02-22
• [学会発表] Production of lactate-based polyesters from xylose in Escherichia coli (2011)
  • 著者名/発表者名: JM Nduko, K. Matsumoto, T. Ooi, S. Taguchi
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学(東京)
  • 年月日: 20110926-28
• [学会発表] Polyhydroxyalkanoates production from cellulose hydrolysate in Escherichia coli LS5218 with superior resistance against 5-hydroxymethylfulfural (2011)
  • 著者名/発表者名: JM Nduko, W. Suzuki, K. Matsumoto, H. Kobayashi, T. Ooi, A. Fukuoka, S. Taguchi
  • 学会等名: 2011 Taiwan-Japan Bilateral Polymer Symposium
  • 発表場所: National China University (Taiwan)
  • 年月日: 2011-09-15
• [備考]
  • URL: http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/seika/TOP.html