植物成分のリグニンだけでポリマー原料を効率的に生産する微生物を開発

植物成分のリグニンだけでポリマー原料を効率的に生産する微生物を開発

画像提供:マイナビニュース

弘前大学は、 木材の主成分て?あるリク?ニンた?けを用いて、ナイロンやヘ?ットホ?トルなと?の原料になるムコン酸を生産する微生物の開発に成功したと発表した。

同研究は、弘前大学農学生命科学部の園木和典准教授と長岡技術科学大学大学院工学研究科の政井英司教授らの研究ク?ルーフ?によるもので、同研究成果の詳細は、6月24日に開催される日本農芸化学会東北支部シンホ?シ?ウム、9月11日〜14日に開催される第69回日本生物工学会大会にて発表される。

現在、ハ?イオマス利用における主要な原料は糖質だか?、食料としても利用て?きることや、新材料として期待されるセルロースナノファイハ?ーなと?への利用拡大なと?を考えると、将来的には糖質の需要競合およひ?原料の高騰か?予想される。そのような背景を鑑み、同研究では糖質をまったく使わす?、木本や草本なと?の非可食ハ?イオマスに含まれるリク?ニン成分のみを利用してホ?リマー原料を生産する技術の開発を目指した。

同研究グループは、G-リク?ニン、H-リク?ニン由来の多様な芳香族化合物を唯一の炭素源として増殖て?きるPseudomonas putida KT2440株を宿主として、代謝関連酵素をコート?している複数の遺伝子について遺伝子組換えを行った。この組換えPseudomonas属微生物株は、G-リク?ニン及ひ?H-リク?ニン由来の芳香族化合物をムコン酸生産へと導くた?けて?なく、微生物株自身か?増殖するための代謝経路も保持て?きることか?わかった。スキ?やマツ、ヒノキなと?の針葉樹には主にG-リク?ニンか?含まれていることか?知られており、これまて?の研究て?、リク?ニン由来の芳香族化合物モテ?ルて?あるハ?ニリン酸(G-リク?ニン由来)と4-ヒト?ロキシ安息香酸(H-リク?ニン由来)の混合物を利用して、この組換え微生物株か?増殖し、収率約18wt%て?ムコン酸を生産することを確かめているという。また、スキ?木粉から調製したリク?ニン分解物を利用して増殖し、ムコン酸を生産することも確認しているということだ。

また、同研究グループは、G-リク?ニン、H-リク?ニンに加えて、S-リク?ニン由来の多様な芳香族化合物を唯一の炭素源として増殖するSphingobium sp. SYK-6株を宿主として、代謝に関連する酵素をコート?している複数の遺伝子について遺伝子組換えを行った。この組換えSphingobium属微生物株は、S-リク?ニン由来の芳香族化合物を自らの増殖のための炭素源・エネルキ?ー源として利用て?きる代謝経路と、G-リク?ニンとH-リク?ニン由来の芳香族化合物をムコン酸へと導く経路を保持していることに大きな特徴か?ある。ユーカリやシラカハ?なと?の広葉樹、稲わらやハ?カ?スなと?の草本は、G-リク?ニンやH-リク?ニンに加えて、S-リク?ニンを多く含むことか?知られており、これまて?の研究て?、リク?ニン由来の芳香族化合物モテ?ルて?あるシリンカ?酸(S-リク?ニン由来)とハ?ニリン酸(G-リク?ニン由来)の混合物やシリンカ?酸と4-ヒト?ロキシ安息香酸(H-リク?ニン由来)の混合物を利用してこの組換え微生物株か?増殖し、収率約35wt%て?ムコン酸を生産することを確かめている。また、シラカハ?木粉から調製したリク?ニン分解物を利用して増殖し、ムコン酸を生産することも確認している。

同研究て?は、リク?ニンのみを原料として、ナイロンやヘ?ットホ?トルなと?に使われるホ?リマー合成の基幹化合物て?あるムコン酸を、微生物を用いて生産し、かつ微生物の増殖も可能とする技術を確立した。この技術に関しては、4月25日に特許出願が行われている。今後は、ムコン酸生産の収量およひ?収率を高めていくために、前処理方法の検討や、微生物株のさらなる改良を行う予定だということだ。
(シマダマヨ)

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