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独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
大阪府立大学大学院工学研究科


大阪府立大学大学院工学研究科からの提案
有機溶媒耐性生体触媒の開発と利用に関する共同研究の提案



【新規発表事項】
 酵素や微生物といった生体触媒は,常温・常圧で反応を促進し,特定の化合物を特定の生成物に変換する特異性が高いため,省資源・省エネルギーかつ,副生成物を生成しない環境負荷を低減したケミカルプロセスの触媒として有用であるが,有機溶媒存在下での不安定であることやコスト高であることなどが欠点となっています。特に,多量の副生成物を生じる難水溶性のファインケミカル製品の製造プロセスの触媒として酵素や微生物といった生体触媒が用いることが可能になれば,環境負荷を低減した省資源・省エネルギーの環境調和型ケミカルプロセスの構築が可能となります。これまでも有機溶媒耐性酵素を産生する有機溶媒耐性微生物の発見やタンパク質工学的手法による有機溶媒存在下で高耐久性と高活性を有する酵素の開発に成功しているが,本研究の加速的推進や有機溶媒耐性生体触媒の利用促進に向け,共同研究を提案します


1.技術ニーズ
 ファインケミカルの製造には多段階の反応過程を必要とするため,最終的な収率が低く,多量の廃棄物や環境負荷の原因となる副生成物を生じています。酵素は,常温・常圧で反応を促進し,特定の化合物を特定の生成物に変換する特異性が高いため,ファインケミカルの製造の触媒として用いると,省資源・省エネルギーかつ,副生成物を生成しない環境負荷を低減したケミカルプロセスの構築が可能ですが,難水溶性のファインケミカル製品製造プロセスの溶媒として有機溶媒存在下では,酵素の安定性が悪く,活性が失いやすいという課題があります。

2.研究テーマ/技術成果
 有機溶媒耐性生体触媒の開発を推進します。既に,有機溶媒耐性リパーゼやプロテアーゼ等を産生する有機溶媒耐性微生物の取得に成功しています。また,有機溶媒耐性プロテアーゼの活性中心を構成するアミノ酸残基を置換することにより,有機溶媒存在下で高い活性と安定性を有し,アスパルテーム(合成甘味料)前駆体の合成を高効率に促進する酵素(PST-01-Y114S)の開発にも成功しています。たとえば,有機溶媒耐性プロテアーゼやリパーゼを用いれば,副生成物を生じずに種々のペプチドやエステルの合成ができ,合成甘味料の他に,ポリアミノ酸,バイオディーゼル,高付加価値食品油,エステル系香料,医薬中間体等の合成が可能です。

3.特徴

(ア) 有機溶媒耐性酵素は,水に難溶性のファインケミカル製品等の合成に用いられる有機溶媒存在下でも安定して触媒機能を発揮します。
(イ) 常温・常圧で機能し,基質特異性が高いため,工程数低減,副生成物低減,収率増加,使用原料低減,使用溶媒量低減,使用エネルギー低減,ユーティリティー低減,環境負荷低減し,省資源・省エネルギーの環境調和型プロセスが構築できます。
(ウ) プロセスの簡略化により大幅なコストダウンが期待できるため,極めて経済的なプロセスの構築が可能になります。

4.実用化に向けた課題

1. 新規の有機溶媒耐性生体触媒(酵素・微生物)の取得
2. 有機溶媒耐性酵素の上市
3. 有機溶媒耐性生体触媒の利用拡大
4. 酵素への有機溶媒耐性付与技術の確立

5.今回の提案内容
 環境負荷を低減した省資源・省エネルギーの環境調和型ケミカルプロセスの構築に向け,有機溶媒耐性生体触媒の開発や利用促進に向けた共同開発パートナーを募集します。また,有機溶媒耐性生体触媒の利用に関する意見交換も歓迎します。

6.論文/特許実績
H. Ogino, Chapter VII. Organic solvent-stable enzymes, in: K. S. Siddiqui, T. Thomas (Eds.), Protein Adaptation in Extremophiles, Nova Science Publishers, Inc., New York, pp. 193-236 (2008).
荻野博康,有機溶媒耐性酵素の開発,月刊バイオインダストリー,Vol. 25, No. 7, pp. 16-23 (2008). (2008年7月号)
取得特許1件,出願中4件

7.問い合わせ先
大阪府立大学大学院工学研究科 准教授 荻野博康
TEL:072-254-9299  E-mail:メールアドレス
研究室HP:http://www.chemeng.osakafu-u.ac.jp/group4/indexJ.html
大阪府立大学 荻野研究室


【ニュースリリース】
  ・大阪府立大学,有機溶媒下でも安定して高活性を示す酵素を開発  [2008年09月09日]




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