ポリマー微生物/発酵生産の開発・現状・応用とバイオリファイナリー実用化に向けた展望

第1部 芳香族ポリマー原料の発酵生産における微生物の可能性・有用性と生産システム構築

(2015年5月20日 10:30〜11:45)

　これまでに開発されたバイオポリマーの多くは脂肪族系のものであり、芳香族を含有するバイオポリマーの開発は途上段階である。これはポリマー合成に適した芳香族モノマーを天然から大量に得ることが困難なことが最も大きな理由である。我々は、微生物の代謝制御と合成生物学の技術を取り入れ、バイオモノマーとして適した芳香族化合物を糖質を原料として発酵生産することに取り組んできた。この取り組みのいくつかを紹介する。

1. 微生物の多様性と有用化合物生産の可能性
2. 微生物による芳香族化合物の生産
   1. ベンゼン環の生合成
   2. バルク生産されるバイオ芳香族
   3. 芳香族バイオモノマーとそれを活用したバイオポリマーの開発
3. 芳香族バイオポリマー開発の課題
• 質疑応答

第2部 バクテリアにおけるセルロース合成とナノフィブリル化バクテリアセルロース (NFBC) の大量生産

(2015年5月20日 12:30〜13:45)

　項目作成中

第3部 二酸化炭素をはじめとした非可食性バイオマスを利用した高分子の微生物合成の現状と展望

(2015年5月20日 13:55〜15:10)

　微生物発酵を利用した高分子生産は、古くから研究されている。次世代型の微生物培養としては、光合成を利用した炭素固定や、二酸化炭素などの非可食性バイオマスを利用した効率的な物質生産が想定される。これらの技術を達成および確立することを目指し、現在進めている基礎研究を紹介する。

1. 微生物から合成される高分子
   1. バイオプラスチック ポリヒドロキシアルカン酸
   2. ポリペプチドおよびタンパク質
2. 高分子の微生物合成における炭素源の選択
   1. 多糖や植物油
   2. グルコース
   3. リグニン
   4. 二酸化炭素
3. 海洋微生物を利用した高分子合成の利点
   1. 海洋微生物によるバイオプラスチックの合成例
   2. 深海微生物の利用
   3. 汚染海域から単離した海洋微生物によるリグニンからのバイオプラスチック合成
4. 光合成の利用と現状
   1. シアノバクテリアを利用したバイオプラスチック合成
   2. シアノバクテリアや光合成細菌由来のバイオプラスチック合成酵素の可能性
   3. 光合成細菌の利用と現状
5. 結論
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第4部 非可食バイオマスからのバイオ燃料・グリーン化学品生産技術の開発

(2015年5月20日 15:20〜16:35)

　バイオマス資源からのバイオ燃料やグリーン化学品製造を行う新規産業を意味するバイオリファイナリー社会の実現が近づいている。このような背景の下、RITEではリグノセルロース系バイオマスを原料として、有用工業微生物コリネ型細菌を用いたバイオ燃料・グリーン化学品製造技術開発を行ってきた。我々は、このコリネ型細菌が還元条件下では、増殖は抑制されるものの代謝機能は維持され、糖類を代謝し有機酸を効率よく生成する現象を見出した。これを基に、高効率バイオプロセス“増殖非依存型バイオプロセス”の開発を進めている。本講演では、該バイオプロセスを用いた各種バイオリファイナリー製品の生産技術開発の現状と今後の展望について紹介する。

1. バイオリファイナリーの現状
   1. 市場予測
   2. 世界の動向
2. 増殖非依存型バイオプロセス
   1. 原理と特徴
   2. バイオマス原料利用時の必須項目
      (混合糖の完全同時利用、発酵阻害物質の耐性)
3. バイオ燃料生産
   1. バイオエタノール
   2. バイオブタノール
   3. グリーンジェット燃料
4. グリーン化学品生産
   1. シキミ酸
   2. 芳香族化合物 (フェノール、4-ヒドロキシ安息香酸)
   3. 乳酸
   4. アラニン
   5. バリン
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