代謝工学による水素ガス生産性の向上を目指した研究

Ｃ．ｐａｒａｐｕｔｒｉｆｉｃｕｍＭ２１株は、キチンを分解し、水素ガスを生産します。水素の生成過程は上の図のように推定されます。好気性細菌ではグルコースなどを解糖系で分解しＡＴＰを取り出した後、ピルビン酸からアセチルＣｏＡを経てクエン酸サイクルでＣＯ２まで分解します。この過程で生じる還元力は電子伝達系で好気的にＡＴＰ合成に使われます。ところが、嫌気性菌は好気的反応が出来ませんので、上記のような代謝を行い、出てくる還元力をヒドロゲナーゼで水素にして処理します。私たちは上記の代謝反応のなかでヒドロゲナーゼに着目し、この酵素の生産を遺伝子工学的に増やしてやったところ、水素の生産が１．５倍以上上昇しました。今後もっと詳しく水素生産のメカニズムを解明し、水素ガスの生産性を向上させることをめざして研究を進めています。

Identification and characterization of Clostridium paraputrificum M-21, a chitinolytic, mesophilic and hydrogen-producing bacterium, D. Evvyernie, et al., J. Biosci. Bioeng., 89 (6), 596-601 (2000)

Conversion of chitinous wastes to hydrogen gas by Clostridium paraputrificum M-21, D. Evvyernie et al., J. Biosci. Bioeng., 91(4), 339-343, (2001)

Overexpression of a hydrogenase gene in Clostridium paraputrificumto enhance hydrogen gas production, K. Morimoto, et al., ,FEMS Microbiol. Lett., 246, 229-234, (2005)