Design of bio-production of platform aromatic chemicals with C6-C3 structure from lignin

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15K00649
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Design and evaluation of sustainable and environmental conscious system
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: OHTA Yukari 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生命理工学研究開発センター, グループリーダー代理 (40399572)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秦田 勇二 埼玉工業大学, 工学部, 教授 (20399562)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: リグニン / 芳香族モノマー / 酵素 / GST / SDR / Novosphingobium

Outline of Final Research Achievements

Enzymatic catalysis is one of the eco-friendly strategies for the specific production of high-value aromatic compounds from lignin. In this study, we biochemically characterized the four enzymes from Novosphingobium sp. The intermediate molecules produced by the four-enzyme reactions with milled wood lignin showed the capacity to accommodate heterologous substrates at the substrate-binding sites of the enzymes. Then, we achieved specific production of aromatic monomers with a phenylpropane structure directly from natural lignin using the five enzymes including above mentioned four enzymes.

Free Research Field

応用微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

リグニンは様々な化学物質の原料として石油に代わる可能性を持つが、そのリグニンの構造上の複雑さのために、天然物に由来するリグニンから芳香族化合物を選択的に製造することには、多くの困難が伴う。酵素触媒は、リグニンから高価値の芳香族化合物を特異的に製造するための環境に優しい戦略の1つと言える。本研究において、酵素を用いた温和な条件下で、天然物に由来するリグニンから直接モノマーを特異的に製造できたことは、持続可能なバイオリファイナリーのための新たな可能性を開くことが期待できる。