2026/03/11 更新

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ミヤハラ ユウキ
宮原 佑宜
MIYAHARA YUKI
所属
物質理工学院 特任助教
職名
特任助教
外部リンク

研究キーワード

  • 生分解性プラスチック

  • 独立栄養培養

  • 水素酸素細菌

研究分野

  • 環境・農学 / 環境材料、リサイクル技術  / ポリヒドロキシアルカン酸

  • ライフサイエンス / 応用微生物学

  • ナノテク・材料 / 高分子材料

  • ライフサイエンス / 分子生物学

論文

  • Characterization of Actinophytocola sp. Strain KF-1, Newly Isolated from Humus Soil as Polyhydroxyalkanoate-Degrading Bacterium

    Ramamoorthi M. Sivashankari, Sayaka Endo, Junichi Kamoi, Sho Furutate, Manami Ishii-Hyakutake, Yuki Miyahara, Shin-Ichi Hachisuka, Takeharu Tsuge

    Polymer Degradation and Stability   112017 - 112017   2026年2月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2026.112017

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  • Thermal cross-linking mechanism of polyhydroxyalkanoates with vinyl unit in their side chains

    Sumire Ogura, Jobu Tateiwa, Taizo Kabe, Yuki Miyahara, Takeharu Tsuge, Tadahisa Iwata

    Polymer   2025年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.polymer.2025.129164

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  • Sulfur Vulcanization and Material Properties of Polyhydroxyalkanoates with Unsaturated Side Chain

    Phimthong Khamjapo, Lucas Vinicius Santini Ceneviva, Yusuke Nakata, Yuki Miyahara, Takeharu Tsuge

    Polymers   2025年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/polym17182561

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  • Biosynthesis and property evaluation of poly(3-hydroxybutyrate-co-2-hydroxyalkanoate) containing 2-hydroxy-3-(4-hydroxyphenyl)propionate unit

    Zihan Qie, Ramamoorthi M Sivashankari, Yuki Miyahara, Takeharu Tsuge

    Polym Degrad Stabil   2025年6月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2025.111277

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  • Polyethylene glycol grafting by thiol-ene reaction for the chemical modification of polyhydroxyalkanoates

    Yuki Miyahara, Ayata Nakagawa, Yusuke Nakata, Christopher T. Nomura, Takeharu Tsuge

    Polym. Int.   2025年1月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Corresponding author: Yuki Miyahara, Takeharu Tsuge

    DOI: 10.1002/pi.6747

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  • Biodegradability of oxidized films of polyhydroxyalkanoate copolymers containing 2-hydroxy-4-methylthiobutyrate unit in seawater

    Zihan Qie, Kazuho Kosuge, Tetsuo Sakurai, Sivashankari M Ramamoorthi, Yuki Miyahara, Takeharu Tsuge

    Polym Degrad Stabil   2024年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2024.110975

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  • Biosynthesis of polyhydroxyalkanoate copolymers consisting of α-methylated monomer units from glucose and propionate: thermal properties and chiral configuration

    Christopher T. Nomura, Seiichi Taguchi, Hideki Abe, Takeharu Tsuge

    Biotechnol. Sustainable Mater.   2024年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Corresponding author: Yuki Miyahara, Takeharu Tsuge

    DOI: 10.1186/s44316-024-00008-9

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  • Polyhydroxyalkanoate copolymer production by recombinant Ralstonia eutropha strain 1F2 from fructose or carbon dioxide as sole carbon source

    Ramamoorthi M Sivashankari, Yuki Miyahara, Takeharu Tsuge

    Bioengineering   2024年5月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Corresponding author: Yuki Miyahara, Takeharu Tsuge

    DOI: 10.3390/bioengineering11050455

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  • Tacticity Characterization of Biosynthesized Polyhydroxyalkanoates Containing (S)- and (R)-3-Hydroxy-2-Methylpropionate Units

    Maierwufu Mierzati, Yuki Miyahara, Blanche Curial, Christopher T. Nomura, Seiichi Taguchi, Hideki Abe, Takeharu Tsuge

    Biomacromolecules   2024年1月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.biomac.3c01069

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  • 独立栄養微生物によるCO2資源化技術

    宮原佑宜, 柘植丈治

    2023年12月

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    出版者・発行元:CMC出版  

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  • Biosynthesis, characterization, and biodegradation of elastomeric polyhydroxyalkanoates consisting of α-dimethylated monomer units

    Maierwufu Mierzati, Tetsuo Sakurai, Manami Ishii-Hyakutake, Yuki Miyahara, Christopher T Nomura, Seiichi Taguchi, Hideki Abe, Takeharu Tsuge

    Mater. Today Sustain.   2023年12月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.mtsust.2023.100577

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  • 微生物産生ポリエステルの基礎と応用

    Yuki Miyahara

    2023年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:シーエムシーリサーチ  

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  • Poly(3-hydroxybutyrate) Biosynthesis from [U-13C6]D-Glucose by Ralstonia eutropha NCIMB 11599 and Recombinant Escherichia coli

    Ramamoorthi M. Sivashankari, Yuki Miyahara, Takeharu Tsuge

    Microbiol. Res.   2023年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/microbiolres14040129

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  • Isolation and characterization of polyhydroxyalkanoate-degrading bacteria in seawater at two different depths from Suruga Bay

    Shin-Ichi Hachisuka, Tetsuo Sakurai, Shoji Mizuno, Kazuho Kosuge, Sayaka Endo, Manami Ishii-Hyakutake, Yuki Miyahara, Motoyuki Yamazaki, Takeharu Tsuge

    Appl. Environ. Microbiol.   2023年10月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1128/aem.01488-23

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  • Thermal and crystallization properties of a polyhydroxyalkanoate binary copolymer containing 3-hydroxybutyrate and 3-hydroxy-2-methylvalerate units

    Tomoya Nakamura, Maierwufu Mierzati, Zihan Qie, Tomoki Shibasaka, Christopher T. Nomura, Seiichi Taguchi, Hideki Abe, Takeharu Tsuge

    Processes   2023年6月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/pr11071901

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  • プラスチック海洋問題と対応策

    Yuki Miyahara

    2023年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:CMC出版  

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  • Oxidation of methionine-derived 2-hydroxyalkanoate unit in biosynthesized polyhydroxyalkanoate copolymers

    Shoji Mizuno, Ayata Nakagawa, Tetsuo Sakurai, Yuki Miyahara, Takeharu Tsuge

    Int J Biol Macromol   2023年1月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2022.10.170

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  • Exploring Class I polyhydroxyalkanoate synthases with broad substrate specificity for polymerization of structurally diverse monomer units. 国際誌

    Ramamoorthi M Sivashankari, Maierwufu Mierzati, Yuki Miyahara, Shoji Mizuno, Christopher T Nomura, Seiichi Taguchi, Hideki Abe, Takeharu Tsuge

    Frontiers in bioengineering and biotechnology   11   1114946 - 1114946   2023年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Polyhydroxyalkanoate (PHA) synthases (PhaCs) are key enzymes in PHA polymerization. PhaCs with broad substrate specificity are attractive for synthesizing structurally diverse PHAs. In the PHA family, 3-hydroxybutyrate (3HB)-based copolymers are industrially produced using Class I PhaCs and can be used as practical biodegradable thermoplastics. However, Class I PhaCs with broad substrate specificities are scarce, prompting our search for novel PhaCs. In this study, four new PhaCs from the bacteria Ferrimonas marina, Plesiomonas shigelloides, Shewanella pealeana, and Vibrio metschnikovii were selected via a homology search against the GenBank database, using the amino acid sequence of Aeromonas caviae PHA synthase (PhaCAc), a Class I enzyme with a wide range of substrate specificities, as a template. The four PhaCs were characterized in terms of their polymerization ability and substrate specificity, using Escherichia coli as a host for PHA production. All the new PhaCs were able to synthesize P(3HB) in E. coli with a high molecular weight, surpassing PhaCAc. The substrate specificity of PhaCs was evaluated by synthesizing 3HB-based copolymers with 3-hydroxyhexanoate, 3-hydroxy-4-methylvalerate, 3-hydroxy-2-methylbutyrate, and 3-hydroxypivalate monomers. Interestingly, PhaC from P. shigelloides (PhaCPs) exhibited relatively broad substrate specificity. PhaCPs was further engineered through site-directed mutagenesis, and the variant resulted in an enzyme with improved polymerization ability and substrate specificity.

    DOI: 10.3389/fbioe.2023.1114946

    PubMed

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  • Continuous supply of non-combustible gas mixture for safe autotrophic culture to produce polyhydroxyalkanoate by hydrogen-oxidizing bacteria

    Yuki Miyahara, Chih-Ting Wang, Manami Ishii-Hyakutake, Takeharu Tsuge

    Bioengineering   2022年10月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Corresponding author: Yuki Miyahara, Takeharu Tsuge

    DOI: 10.3390/bioengineering9100586

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  • Characterization of an (R)-specific enoyl-CoA hydratase from Streptomyces sp. strain CFMR 7: A metabolic tool for enhancing the production of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate)

    Hua Tiang Tan, Min Fey Chek, Yuki Miyahara, Sun-Yong Kim, Takeharu Tsuge, Toshio Hakoshima, Kumar Sudesh

    Journal of Bioscience and Bioengineering   2022年10月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jbiosc.2022.07.005

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  • バイオプラスチックの最新技術動向 ―真の普及を目指して―

    Yuki Miyahara

    2022年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:CMC出版  

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  • Poly(3-mercapto-2-methylpropionate), a Novel α-Methylated Bio-Polythioester with Rubber-like Elasticity, and Its Copolymer with 3-hydroxybutyrate: Biosynthesis and Characterization. 国際誌

    Lucas Vinicius Santini Ceneviva, Maierwufu Mierzati, Yuki Miyahara, Christopher T Nomura, Seiichi Taguchi, Hideki Abe, Takeharu Tsuge

    Bioengineering (Basel, Switzerland)   9 ( 5 )   2022年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A new polythioester (PTE), poly(3-mercapto-2-methylpropionate) [P(3M2MP)], and its copolymer with 3-hydroxybutyrate (3HB) were successfully biosynthesized from 3-mercapto-2-methylpropionic acid as a structurally-related precursor. This is the fourth PTE of biological origin and the first to be α-methylated. P(3M2MP) was biosynthesized using an engineered Escherichia coli LSBJ, which has a high molecular weight, amorphous structure, and elastomeric properties, reaching 2600% elongation at break. P(3HB-co-3M2MP) copolymers were synthesized by expressing 3HB-supplying enzymes. The copolymers were produced with high content in the cells and showed a high 3M2MP unit incorporation of up to 77.2 wt% and 54.8 mol%, respectively. As the 3M2MP fraction in the copolymer increased, the molecular weight decreased and the polymers became softer, more flexible, and less crystalline, with lower glass transition temperatures and higher elongations at break. The properties of this PTE were distinct from those of previously biosynthesized PTEs, indicating that the range of material properties can be further expanded by introducing α-methylated thioester monomers.

    DOI: 10.3390/bioengineering9050228

    PubMed

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  • Enhanced production of (R)-3-hydroxybutyrate oligomers by coexpression of molecular chaperones in recombinant Escherichia coli harboring a polyhydroxyalkanoate synthase derived from Bacillus cereus YB-4

    Saki Goto, Yuki Miyahara, Seiichi Taguchi, Takeharu Tsuge, Ayaka Hiroe

    Microorganisms   2022年2月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/microorganisms10020458

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  • Optimization of culture conditions for secretory production of 3-hydroxybutyrate oligomers using recombinant Escherichia coli

    Tetsuo Sakurai, Shoji Mizuno, Yuki Miyahara, Ayaka Hiroe, Seiichi Taguchi, Takeharu Tsuge

    Frontiers in Bioengineering and Biotechnology   2022年2月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3389/fbioe.2022.829134

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  • Biosynthesis of Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) From Glucose by Escherichia coli Through Butyryl-CoA Formation Driven by Ccr-Emd Combination. 国際誌

    Shu Saito, Ryu Imai, Yuki Miyahara, Mari Nakagawa, Izumi Orita, Takeharu Tsuge, Toshiaki Fukui

    Frontiers in bioengineering and biotechnology   10   888973 - 888973   2022年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Poly[(R)-3-hydroxybutyrate-co-(R)-3-hydroxyhexanoate] [P(3HB-co-3HHx)] is a practical kind of bacterial polyhydroxyalkanoates (PHAs). A previous study has established an artificial pathway for the biosynthesis of P(3HB-co-3HHx) from structurally unrelated sugars in Ralstonia eutropha, in which crotonyl-CoA carboxylase/reductase (Ccr) and ethylmalonyl-CoA decarboxylase (Emd) are a key combination for generation of butyryl-CoA and the following chain elongation. This study focused on the installation of the artificial pathway into Escherichia coli. The recombinant strain of E. coli JM109 harboring 11 heterologous genes including Ccr and Emd produced P(3HB-co-3HHx) composed of 14 mol% 3HHx with 41 wt% of dry cellular weight from glucose. Further investigations revealed that the C6 monomer (R)-3HHx-CoA was not supplied by (R)-specific reduction of 3-oxohexanoyl-CoA but by (R)-specific hydration of 2-hexenoyl-CoA formed through reverse β-oxidation after the elongation from C4 to C6. While contribution of the reverse β-oxidation to the conversion of the C4 intermediates was very limited, crotonyl-CoA, a precursor of butyryl-CoA, was generated by dehydration of (R)-3HB-CoA. Several modifications previously reported for enhancement of bioproduction in E. coli were examined for the copolyester synthesis. Elimination of the global regulator Cra or PdhR as well as the block of acetate formation resulted in poor PHA synthesis. The strain lacking RNase G accumulated more PHA but with almost no 3HHx unit. Introduction of the phosphite oxidation system for regeneration of NADPH led to copolyester synthesis with the higher cellular content and higher 3HHx composition by two-stage cultivation with phosphite than those in the absence of phosphite.

    DOI: 10.3389/fbioe.2022.888973

    PubMed

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  • Biosynthesis of poly(3-hydroxybutyrate-co‑3-hydroxyhexanoate) with a high 3-hydroxyhexanoate fraction and low molecular weight for polymer blending

    Yuki Miyahara, Manami Ishii-Hyakutake, Takeharu Tsuge

    Journal of Siberian Federal University. Biology.   2021年12月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.17516/1997-1389-0363

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  • バイオリアクターのスケールアップと物質生産事例集

    宮原佑宜, 柘植丈治

    2021年4月

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    出版者・発行元:技術情報協会  

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  • 第8章4節 ポリヒドロキシアルカン酸の微生物合成

    宮原佑宜, 柘植丈治

    バイオリアクターのスケールアップと物質生産事例集   2021年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:エヌ・ティー・エス  

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  • Microbial oversecretion of (R)-3-hydroxybutyrate oligomer with diethylene glycol terminal as a macromonomer for polyurethane synthesis

    Ayaka Hiroe, Tetsuo Sakurai, Shoji Mizuno, Yuki Miyahara, Saki Goto, Mariko Yamada, Takeharu Tsuge, Seiichi Taguchi

    Int J Biol Macromol   Vol. 167   2021年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.11.083

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  • The gene dosage effect of carbonic anhydrase on the biosynthesis of poly(3-hydroxybutyrate) under autotrophic and mixotrophic culture conditions

    Romeo Thorbecke, Masahiro Yamamoto, Yuki Miyahara, Mino Oota, Shoji Mizuno, Takeharu Tsuge

    Polym J   Vol. 53   2021年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Equal contribution: Yuki Miyahara, Romeo Thorbecke, Masahiro Yamamoto

    DOI: 10.1038/s41428-020-00409-3

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  • Biopolymers for Biomedical and Biotechnological Applications

    Yuki Miyahara, Ayaka Hiroe, Shunsuke Sato, Takeharu Tsuge, Seiichi Taguchi

    2021年

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    出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1002/9783527818310.ch8

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  • Autotrophic biosynthesis of polyhydroxyalkanoate by Ralstonia eutropha from non-combustible gas mixture with low hydrogen content

    Yuki Miyahara, Masahiro Yamamoto, Romeo Thorbecke, Shoji Mizuno, Takeharu Tsuge

    Biotechnol. Lett.   42   2020年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10529-020-02876-3

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  • Chapter 8: Microbial Polyhydroxyalkanoates (PHAs): From Synthetic Biology to Industrialization

    Yuki Miyahara, Ayaka Hiroe, Shunsuke Sato, Takeharu Tsuge, Seiichi Taguchi

    2020年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Biopolymers for Biomedical and Biotechnological Applications  

    DOI: 10.1002/9783527818310.ch8

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  • Microbial secretion platform for 3-hydroxybutyrate oligomers and its end-capped forms using chain transfer reaction-mediated polyhydroxyalkanoate synthases

    Yuki Miyahara, Ayaka Hiroe, Takeharu Tsuge, Seiichi Taguchi

    Biotechnol. J.   Vol. 14 ( No. 12 )   2019年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/biot.201900201

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  • 補酵素再生系の強化によるポリヒドロキシアルカン酸の生合成

    宮原佑宜

    2018年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:学位論文(博士)  

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  • NADPH supply for poly(3-hydroxybutyrate) synthesis concomitant with enzymatic oxidation of phosphite

    Yuki Miyahara, Mino Oota, Takeharu Tsuge

    J. Biosci. Bioeng.   Vol. 126 ( No. 6 )   2018年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jbiosc.2018.05.026

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  • Biosynthesis of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyalkanoates) by recombinant Escherichia coli from glucose

    Ayaka Hokamura, Izumi Wakida, Yuki Miyahara, Takeharu Tsuge, Hideki Shiratsuchi, Kenji Tanaka, Hiromi Matsusaki

    J. Biosci. Bioeng.   Vol. 120 ( No. 3 )   2015年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jbiosc.2015.01.022

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産業財産権

  • ポリヒドロキシアルカン酸オリゴマーの製造方法

    田口 精一, 廣江 綾香, 宮原 佑宜, 柘植 丈治, 水野 匠詞

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    出願人:学校法人東京農業大学, 国立大学法人東京工業大学

    出願番号:特願2020-032735  出願日:2020年2月

    公開番号:特開2020-141665  公開日:2020年9月

    J-GLOBAL

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 新規な還元力供給システムを利用した二酸化炭素からの生分解性プラスチック合成

    研究課題/領域番号:21K17908  2021年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

    宮原 佑宜

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    配分額:4550000円 ( 直接経費:3500000円 、 間接経費:1050000円 )

    本申請課題では、新規な還元力供給システムを構築し、水素ガスによる爆発の危険性を完全に解除した独立栄養培養系の構築を試みる。また、生分解性プラスチックであるポリヒドロキシアルカン酸(PHA)を細胞内に合成、蓄積する化学合成独立栄養細菌Ralstonia eutrophaを使用することで、二酸化炭素からのPHA生産手法の創生を目指す。
    <BR>
    本年度は、(1)水素ガス以外の物質から還元力を供給するために、亜リン酸デヒドロゲナーゼの異種発現系の構築および(2)爆発下限界の水素ガスを用いた培養系の構築を行った。
    (1)亜リン酸を酸化する際に還元力を獲得する酵素である亜リン酸デヒドロゲナーゼの遺伝子をクローニングして発現ベクターを構築し、R. eutrophaへと形質転換した遺伝子組換え株を取得した。構築した組換え株における亜リン酸デヒドロゲナーゼの酵素活性および培養液中の亜リン酸消費が確認され、R. eutropha細胞内における亜リン酸デヒドロゲナーゼの異種発現および亜リン酸を用いた還元力供給に成功した。次いで、組換え株を水素ガスを用いずに独立栄養条件下で培養を試みた。水素ガスを使用しない条件では、菌体増殖は確認できず、還元力供給が不足していること、あるいは独立栄養条件での増殖に必要な酵素群の発現が十分ではない可能性が考えられる。このため、還元力供給および独立栄養系の酵素発現を補うために、(2)爆発下限界の濃度で水素ガスを供給する培養系を構築した。これにより、良好な菌体増殖を達成し、細胞内に60wt%以上のPHAを蓄積させることに成功した。

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