〜研究テーマ〜

 

・複合微生物群によるバイオマスからのエネルギー生産

 

地球上には多くのバイオマスが存在しますが、その中でもセルロースを含むバイオマス（木材、紙など）は身近にあるにもかかわらず、多くは焼却処分されているのが現状です。

　セルロースは、分子式(C6H10O5)nで表され、グルコースがβー1,4-グルコシド結合で連結した多糖類です。構成単位であるグルコースとはまるで性質が異なり、非常に分解されにくい性質を持っています。自然界では、キノコやカビなどの持つセルラーゼにより好気的条件でゆっくりと分解されていきます。このセルラーゼという酵素はキノコやカビだけでなく、酸素がない条件で生育できる嫌気性細菌もたくさん持っています。私たちの研究室では、この嫌気性細菌の持つセルラーゼについて長年研究をしてきました。その結果、単独のセルラーゼより、複数のセルラーゼを同時に作用させた方がセルロースの分解がはやいことが明らかになりました。このことから、異なるセルラーゼを持つ嫌気性細菌をセルロースを基質として同時に培養することにより、効率よくセルロースを分解する可能性が考えられます。

　また、嫌気性細菌にはセルロースなどを分解して水素ガスを生産する種があります。そこで多くの土壌や堆肥などからスクリーニングを行い、セルロースを分解して水素ガスを多く生産する複合微生物群の構築に成功しています。

 
 

 

 

微生物の生産した水素でプロペラが回る
 

セルロースの分解
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


・酵素複合体

 

いろいろな種類のセルラーゼ集まってまるで一つのセルラーゼのように働くことができたら、セルロースはもっと効率よくグルコースまで分解されるのではないでしょうか？ここに着眼して、私たちの研究室では人工酵素複合体の研究に取り組んでいます。そのためには一つ一つのセルラーゼの特徴を知ることも大切です。

 

 

詳しいことは是非私たちの論文を読んでください。

 

最近の研究業績

論文

1)      Nakajima J, Sakka M, Kimura T, Furukawa K, Sakka K, Enrichment of anammox bacteria from marine environment for the construction of a bioremediation reactor, Appl. Microbiol.Biotechnol., 77(5), 1159–1166 (2008).

2)      Wamalwa B. M, Zhao G, Sakka M, Shiundu P. M, Kimura T, Sakka K, High-level heterologous expression of Bacillus halodurans putative Xyn11A (BH0899) in Kluyveromyces lactis, Biosci. Biotechnol. Biochem., 71(3), 688-693 (2007).

3)      Sakka M, Kimura T, Sakka K, Comparison of Microbial Consortia in Refuse-Derived Fuel (RDF) Preparations between Japan and Germany. Biosci. Biotechnol. Biochem., 70(12), 2868-2873 (2006).

4)      Wamalwa B. M, Sakka M, Shiundu P. M, Ohmiya K, Kimura T, Sakka K, Essentiality of a Newly Identified Carbohydrate-Binding Module for the Function of CelB (BH0603) from the Alkaliphilic Bacterium Bacillus halodurans. APPL. ENVIRON. MICROBIOL., 72(10), 6851–6853 (2006).

5)      Zhao G, Li H, Wamalwa B. M, Sakka M, Kimura T, Sakka K, Different binding specificities of S-Layer homology modules from Clostridium thermocellum AncA, Slp1, and Slp2. Biosci. Biotechnol. Biochem., 70(7), 1636-1641 (2006).

6)      熱測定法による食塩の防腐効果の定量的解析　田中　晶善、坂宮　智樹、粟冠　真紀子、三宅　英雄、深田　はるみ、妹尾　啓史、粟冠　和郎、高橋　克忠、日本海水学会誌、60 (2) 132-136 (2006)

7)      Si Si Hla, Kikuta T, Sakka M, Kimura T, Sakka K, Enzymatic Properties of Two Catalytic Modules of Clostridium stercorarium Pectate Lyase Pel9A. Biosci. Biotechnol. Biochem., 70 (3) 667-671（2006）

8)      Zhao G, Ali E, Sakka M, Kimura T, Sakka K, Binding of S-layer homology modules from Clostridium thermocellum SdbA to peptidoglycans. Appl. Microbiol. Biotechnol., 70 464-469 (2006)

9)      Sakka M, Kimura T, Ohmiya K, Sakka K, Detection of Hydrogen Gas-Producing Anaerobes in Refuse-Derived Fuel (RDF) Pellets. Biosci. Biotechnol. Biochem., 69 (11) 2081-2085（2005）

10)  Zhao G, Ali E, Araki R, Sakka M, Kimura T, Sakka K, Function of the Family-9 and Family-22 Carbohydrate-Binding Modules in a Modular b-1,3-1,4-Glucanase/Xylanase Drived from Clostridium stercorarium Xyn10B. Biosci. Biotechnol. Biochem.,  69 (8) 1562-1567 (2005)

11)  Ali E, Zhao G, Sakka M, Kimura T, Ohmiya K, Sakka K, Function of Family-22 Carbohydrate-Binding Modules in Clostridium thermocellum Xyn10C. Biosci. Biotechnol. Biochem.,  69 (1) 160-165 (2005)

 

総説

1)      バイオマスからの水素製造技術　粟冠和郎、木村哲也、成田尚宣、粟冠真紀子、大宮邦雄　The GLOBE, 4 (2) 2-6 (2005)

2)      ゴミ固形燃料RDFの製造・利用に関するガイドライン　大宮邦雄、粟冠真紀子　高圧ガス、41 (11) 15-21 (2004)

 

著書その他

1) 豆乳をヨーグルトに変える「おから乳酸菌」は有害菌を抑え腸内環境を整える。　安心、４　96-97 (2006)

2) 農産廃棄物の生物処理・資源化、これからの大学等研究施設　第３編「環境科学編」、（有馬朗人監修）、p. 243-247、文教施設協会・科学新聞社(2006).