Waseda Research Institute for Science and Engineering早稲田大学 理工学術院総合研究所

プロジェクト研究

スマート バイオプロセス

Smart Bioprocess
  • 研究番号:20P02
  • 研究部門:bio
  • 研究種別:プロジェクト研究
  • 研究期間:2020年04月〜2023年03月

代表研究者

木野 邦器 教授
KINO Kuniki Professor

先進理工学部 応用化学科
Department of Applied Chemistry

URL:https://www.waseda-applchem.jp/ja/professors/kino-kuniki/

研究概要

本研究では、微生物や酵素の機能を高度に活用し、持続的な炭素循環型社会の実現に貢献する革新的な有用物質生産プロセスの開発を行う。微生物や酵素の反応は、常温常圧条件下で進行可能であり、高い位置・立体選択性が発揮される。具体的には、バイオマス資源を原料とし、ペプチドに代表されるアミド化合物や、可逆的脱炭酸酵素等を利用した炭酸固定反応による各種カルボン酸、医薬品や香粧品原料となるヒドロキシ化合物などの有用化合物の効率的合成プロセスの開発を目的とする。アミド化合物の合成では、遊離アミノ酸から直接ペプチドを合成する酵素の探索と改良を検討し、イミダゾールジペプチドなどの機能性食品素材の工業的生産法を開発する。また、超高齢化社会におけるロコモティブシンドロームや脳機能改善を支援する化合物の安定かつ大量供給法の開発研究を推進する。一方、酵素反応と化学反応を連動させた画期的なアミド化合物合成法の開発によって可能となったキラリティに依存しない新規アミド化合物合成の応用展開を図る。これまでの申請者らの研究成果を踏まえて、抗体医薬の後継となるペプチドや核酸医薬における創薬研究に貢献する基盤技術の開発研究を実施する。可逆的脱炭酸酵素では芳香族ジカルボン酸化合物の合成に成功しており、工業的なプロセスの開発を目指す。また、新たな炭酸固定反応システムとしてUbiD/UbiXが機能するプラットフォームの構築とそれを活用した有用カルボン酸の合成法の開発を行う。具体的には、フランジカルボン酸合成関連酵素の取得とそれを利用した新規生分解性プラスチックの創製を目指す。ヒドロキシ化合物としては、医薬用途が中心となるヒドロキシアミノ酸と、香粧品原料となるテルペン系化合物の効率的合成法の開発、および液晶素子など機能性分子となるヒドロキシ芳香族カルボン酸の合成を検討する。これまでに見出している有用水酸化酵素を効率的な物質生産に活用するため、組換え微生物の造成ならびに工業的生産プロセスの開発を行う。

年次報告

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