Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
$ H_{2}NCH_{2}CH_{2}VCH_{2}CH_{2}NH_{2} $ を用いたときに増加した。これに対して陰イオン性のカルボキシ基を付加した HOOCCH_{2}-V-CH_{3}、及び HOOCCH_{2}-V-CH_{2}COOH を用いたときにはギ酸生成量は減少した。それぞれの人工補酵素の酸化還元電位に差がないことを考慮に入れると、本反応系でのギ酸生成量は人工補酵素の化学構造に依存しており、人工補酵素がより陽イオン性の化学構造を持つことによってギ酸脱水素酵素との相互作用が強くなり、二酸化炭素-ギ酸変換反応を加速させたと考えられる。

表 5. 人工補酵素分子の還元電位とこれを用いたギ酸生成量

人工辅酵素	還元電位 (V)	ギ酸生成量 (μM min-1)
HOOCCH2-V-CH3	-0.67	52.6
HOOCCH2-V-CH2COOH	-0.67	30.8
H2NCH2CH2VCH3	-0.62	84.2
H2NCH2CH2VCH2CH2NH2	-0.60	102.8
MV2+	-0.67	69.9

以上のように二酸化炭素を還元してギ酸を生成するギ酸脱水素酵素に対して効率的に作

用する人工補酵素についてビオローゲン骨格にイオン性置換基を導入し、二酸化炭素-ギ酸

変換反応について調べ、陽イオン性置換基の導入により酵素活性が向上することを見出した。
さらに高機能な人工補酵素と期待される2,2'-ビピリジン骨格を持つ人工補酵素を開発し、二酸化炭素からギ酸への変換反応系との関係について調べた。

合成した人工補酵素のサイクリックボルタモグラムから求めた還元電位はいずれの人工補酵素の場合でも-0.65～-0.82Vであり、従来人工補酵素として用いてきたMV^{2+}とほぼ同じ値になった。

次に人工補酵素とギ酸脱水素酵素を用いた二酸化炭素-ギ酸変換反応について反応開始 1

分後のギ酸生成濃度によって比較した結果を表 6 に示す。化学的に人工補酵素を還元し、二酸化炭素存在下で FDH を用いたギ酸生成反応を調べた結果、いずれの人工補酵素を用いた場合でも、ギ酸が生成していることがわかった。結果を表 6 に示す。2,2'-ビピリジン骨格を持つ人工補酵素の方がメチルビオローゲンよりもギ酸生成量が増加することが分かった。さらにメチレン連鎖が 3 のものを用いるとギ酸生成量が最も多くなった。この値は陽イオン性置換基を導入したビオローゲン誘導体( $ H_{2}NCH_{2}CH_{2}VCH_{2}CH_{2}NH_{2} $ )よりも 2 倍高い値を示している。

表6.2,2'-ビピリジンを基盤とした人工補酵素分子の還元電位とこれを用いたギ酸生成量

人工補酵素	還元電位 (V)	ギ酸生成量 (μM min-1)
2,2'-ビピリジン (n=2)	-0.65	75.1
2,2'-ビピリジン (n=3)	-0.82	200.0
H2NCH2CH2VCH2CH2NH2	-0.60	102.8
MV2+	-0.67	69.9
以上のことからそれぞれの人工補酵素の酸化還元電位に差がないことを考慮に入れると、本反応系でのギ酸生成量は人工補酵素の化学構造に依存しており、2,2'-ビピリジン骨格を持つ人工補酵素はギ酸脱水素酵素との相互作用が強くなり、二酸化炭素-ギ酸変換反応を加速させたと考えられる。

### 3.6 ギ酸脱水素酵素を用いた二酸化炭素-ギ酸変換反応の酵素反応速度論的解析

合成した人工補酵素とギ酸脱水素酵素とを用いた二酸化炭素-ギ酸変換反応の酵素反応速度論的に解析した。最初に天然の補酵素である NADH を用いた場合の二酸化炭素-ギ酸変換

$$ \begin{aligned}HCOOH+NAD^{+}\xrightarrow{FDH}CO_{2}+NADH+H^{+}\end{aligned} $$

反応について調べた。ギ酸脱水素酵素は以下の反応の可逆的に触媒する酵素である。

本来ギ酸脱水素酵素はギ酸を二酸化炭素に変換する反応を触媒する酵素であり、二酸化炭素あるいは NADH が過剰に存在する場合にだけ二酸化炭素をギ酸に変換する反応を触媒する酵素である。

例えば二酸化炭素（2.2mM）、NADH（2.2mM）及びFDH（5.0 units）で構成される系で二酸化炭素からギ酸が生成する反応とギ酸（2.2mM）、 $ NAD^{+} $ （2.2mM）及びFDH（5.0 units）で構成される系でギ酸から二酸化炭素が生成する反応（同じ条件）を比較した結果を図33に示す。
図 33 天然補酵素・ギ酸脱水素酵素を用いたギ酸-二酸化炭素（赤）及び二酸化炭素-ギ酸（緑）変換反応の経時変化

同じ条件で可逆反応の双方向の反応を調べた結果、天然の補酵素 NAD⁺あるいは NADH を用いた場合では、5 倍程度ギ酸から二酸化炭素が生成する反応が速いことが分かる。このことから光反応系でギ酸脱水素酵素を二酸化炭素-ギ酸変換反応に用いる場合には、5 倍程度速いギ酸から二酸化炭素生成反応を抑制する必要がある。

一方、本研究で標準の人工補酵素として用いてきたメチルビオローゲンの場合において同様の実験を試みた。具体的には二酸化炭素（2.2mM）、メチルビオローゲン（4.4mM）及びFDH（5.0 units）で構成される系で二酸化炭素からギ酸が生成する反応とギ酸（2.2mM）、メ
チルビオローゲン（4.4mM）、還元剤ハイドロサルファイトナトリウム及びFDH（5.0 units）で構成される系でギ酸から二酸化炭素が生成する反応（同じ条件）を比較した結果を図34に示す。

図 34 メチルビオローゲン・ギ酸脱水素酵素を用いたギ酸-二酸化炭素（赤）及び二酸化炭素-ギ酸（緑）変換反応の経時変化
同じ条件で可逆反応の双方向の反応を調べた結果、メチルビオローゲンを用いた場合では、

ギ酸から二酸化炭素が生成する反応が一切進まないことが分かる。これに対して二酸化炭素

からギ酸が生成する反応だけが進行し、NADHを用いた場合と比較して、この反応条件で

は約4倍程度反応速度が加速されることが分かった。メチルビオローゲンは上述のとおり光

増感分子で容易に還元することができるため、二酸化炭素をメタノールに変換するための第

一段階の二酸化炭素からギ酸への変換反応に適していることが明らかとなった。

そこで NADH 及びメチルビオローゲンを補酵素として用いた二酸化炭素-ギ酸変換反応

の酵素反応速度論的な解析を試みた。具体的には人工補酵素濃度に対して反応速度をプロッ

トし、ミカエリス-メンテン型の酵素反応速度論を用い解析し、ギ酸脱水素酵素と人工補酵

素との親和性に関して検討した。結果を図35に示す。
図 35 メチルビオローゲン(赤)及びNADH（緑）を補酵素として用いたギ酸脱水素酵素を触媒とした二酸化炭素-ギ酸変換反応のミカエリス・メンテンプロット
ミカエリス・メンテンプロットから明らかなようにメチルビオローゲンを補酵素として用いた場合では、NADHを用いた場合と比較して反応速度が飛躍的に加速していることが分かる。このプロットから以下の解析法を用いて反応速度パラメータを見積もった。

本反応がミカエリス・メンテン式に従うものとして、一般的な酵素反応では以下の式が成

り立つ（E:酵素、S：基質、P：生成物、ES：酵素基質複合体、k：反応速度定数）。各要素

$$ \mathsf{E}+\mathsf{S}\xleftarrow[K_{-1}]{k_{1}}\mathsf{ES}\xrightarrow{k_{2}}\mathsf{E}+\mathsf{P} $$

基質(S)

$$ \frac{\mathrm{d}c_{\mathrm{s}}}{\mathrm{d}t}=\ -k_{1}c_{\mathrm{E}}c_{\mathrm{S}}\ +k_{\mathrm{-1}}c_{\mathrm{ES}}\ \ \ \ \frac{\mathrm{d}c_{\mathrm{E}}}{\mathrm{d}t}=\ -k_{1}c_{\mathrm{E}}c_{\mathrm{S}}\ +k_{\mathrm{-1}}c_{\mathrm{ES}}-k_{2}c_{\mathrm{ES}} $$

酵素·基質複合体(ES) 生成物(P)

$$ \frac{\mathsf{d}c_{\mathrm{E S}}}{\mathsf{d}t}=k_{1}c_{\mathrm{E}}c_{\mathrm{S}}-k_{-1}c_{\mathrm{E S}}-k_{2}c_{\mathrm{E S}}\quad\frac{\mathsf{d}c_{\mathrm{P}}}{\mathsf{d}t}=k_{2}c_{\mathrm{E S}} $$

成分の反応速度も併せて示す。

ここで酵素基質複合体に対して定常状態近似を適用することによって以下の式が成り立

$$ \frac{\mathrm{d}c_{\mathrm{ES}}}{\mathrm{d}t}=k_{1}c_{\mathrm{E}}c_{\mathrm{S}}-k_{-1}c_{\mathrm{ES}}-k_{2}c_{\mathrm{ES}}=0 $$

つことになる。

この式からミカエリス定数 $ K_{m} $ が求まる。

$$ K_{m}=\frac{k_{-1}+k_{2}}{k_{1}}=\frac{c_{E}c_{S}}{c_{ES}} $$
ミカエリス定数 $ K_{m} $ は酵素基質複合体の解離のしやすさの度合い示すものである。さらに、反応速度は以下の式で表すことができる（ミカエリス・メンテン式）。

$$ \boldsymbol{v}=\frac{\boldsymbol{V}_{max}\boldsymbol{c}_{S}^{0}}{\boldsymbol{K}_{m}+\boldsymbol{c}_{S}^{0}} $$

これらの式を用いて図35を解析した結果を表7に示す。

表 7. 反応速度パラメータ

辅酵素	Km	k2(nmol min-1units-1)	Vmax(μM min-1)
NADH	570	1.25	0.5
MV2+	212	44.5	17.8

メチルビオローゲンを用いた場合では最大速度が30倍、生成物生成速度定数が40倍程度向上していることが分かる。またミカエリス定数も40%程度低下していることから生成物生成速度が加速したものと推察される。

次に人工補酵素の中でギ酸脱水素酵素の活性化に有効であったビオローゲン誘導体 $ (\mathrm{H}_{2}\mathrm{NCH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{VCH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{NH}_{2}) $ について同様にミカエリス・メンテンプロット解析を進めた。結果を図36に示す。
図 36 ビオローゲン誘導体( $ H_{2}NCH_{2}CH_{2}VCH_{2}CH_{2}NH_{2} $ )を補酵素として用いたギ酸脱水素酵素を触媒とした二酸化炭素-ギ酸変換反応のミカエリス・メンテンプロット

上述の式を用いて図36を解析した結果、 $ K_{m}=17.1 $ 、 $ k_{2}=99.2\ nmol\ min^{-1}\ units^{-1} $ 、 $ V_{max}=39.7\ in $ 図エリス $ ^{-1} $ となった。 $ K_{m} $ はメチルビオローゲンを用いた場合と比較しても1/12程度小さくなった。これに対して、最大反応速度 $ V_{max} $ は2倍以上、ギ酸生成速度定数 $ k_{2} $ も2倍以上大きくなった。このことは、人工補酵素が陽イオン性のアミノ基導入により、正電荷を多くもつことでFDHとの相互作用が強くなったことを示している。
### 3.7 グルコース—グルコン酸変換と可視光駆動型水素生産・二酸化炭素還元系とを連結した反応システム具現化への展開

最初にグルコース脱水素酵素（GDH）によるグルコースのグルコン酸への変換反応とそれに伴う NADPH 再生系と光増感剤として水溶性ポルフィリンテトラフェニルポルフィリンテトラスルフォネート(TPPS)を用いたメチルビオローゲンの光還元反応の連結について検討した。グルコース（10 mM）、GDH (50 units)、NADP⁺（3.0 mM）、TPPS(300 μM)及びメチルビオローゲン(0.4 mM)を含む50mM緩衝液（全体積3mL）を凍結脱気し、気相に二酸化炭素ガスを導入した。30℃の恒温槽内でハロゲンランプ(200W)を光源として光照射した。光照射時間に対する還元型メチルビオローゲンの経時変化を図38に示す。光照射時間とともにメチルビオローゲンが還元された。光照射時間80分後で約1.3μMのメチルビオロ

図 38 グルコース (10 mM), GDH (50 units), NADP⁺ (3.0 mM), TPPS(300 μM) 及びメチルビオローゲン (0.4 mM) を含む 50mM 緩衝液（全体積 3mL）による メチルビオローゲンの光還元反応の経時変化
一ゲンが還元された。

次にグルコース脱水素酵素（GDH）によるグルコースのグルコン酸への変換反応とそれに伴う NADPH 再生系と光増感剤として水溶性ポルフィリンテトラフェニルポルフィリンテトラスルフォネート(TPPS)、電子伝達体としてメチルビオローゲン及び2種類の触媒・酵素、白金微粒子及びギ酸脱水素酵素からなる系について以下の実験条件のもと検討した。グルコース（10 mM）、GDH (50 units)、NADP⁺（3.0 mM）、TPPS(300 μM)、メチルビオローゲン（0.4 mM）、ギ酸脱水素酵素（0.67unit）及び白金微粒子（5.0units）を含む50mM緩衝液（全体積3mL）を凍結脱気し、気相に二酸化炭素ガスを導入した。30℃の恒温槽内でハロゲンランプ(200W)を光源として光照射した。光照射時間に対する水素生産の経時変化を図39に示す。光照射時間とともに定常的に水素が発生した。光照射時間90分後で約4μmolの水素が発生した。また同時に光照射時間90分後で約20μMのギ酸が生成した。このこと

図 39 グルコース (10 mM), GDH (50 units), NADP⁺ (3.0 mM), TPPS(300 μM), メチルビオローゲン (0.4 mM), ギ酸脱水素酵素 (0.67 unit) 及び白金微粒子 (5.0 units) を含む 50 mM 緩衝液（全体積 3 mL）による水素生産及びギ酸生成反応の経時変化
から可視光エネルギーを駆動力として二酸化炭素—ギ酸変換系と水素生産反応が同時に進

行させることができた。

さらに同反応で生成したグルコン酸を定量した結果、反応時間 90 分で 8mM のグルコン

酸が生成していた。つまりグルコースからグルコン酸の変換反応、すなわち $ NAD^{+} $ から

NADH への変換反応は非常に迅速に進行していることが示唆された。

### 3.8 セルロース糖化系と可視光駆動型水素生産系とを連結した反応システム具現化への展

## 開

## セルロースの糖化反応（反応①）

新聞紙由来のセルロース 5.0 g とセルラーゼ(1110 units)をリン酸塩緩衝液 (pH 7) に加え、

室温で攪拌してセルロースの糖化処理を行った結果、糖化処理後300分で、セルロースが分

散した。さらに糖化液 30ml を採取し $ NAD^{+} $ と GDH を加え NADH 生成反応によりセルロー

スの糖化反応を追跡した結果、反応時間とともに NADH が生成した。5 時間のインキュベ

一ションで3.0mMのNADHが生成した。これは、セルロースが糖化処理によりグルコース

ヘ加水分解され、 $ NAD^{+} $ と GDH の反応により NADH が生成したことを意味している。これ

まで困難とされてきたセルロースの糖化を室温・常圧条件下で達成できた（上述3.2）。
## セルロース糖化液 - GDH - NAD⁺ - MgChl-a - MV²⁺ 系でのメチルビオローゲンの光還元反応（反応②）

最初にセルロース糖化液を原料としてメチルビオローゲンが光還元できるかどうかを検討した。セルロース糖化液10ml、GDH 5.0units、MgChl-a 9.6 μM、NAD⁺ 5.0mM 及び MV²⁺ 2.0mM を含む反応溶液を反応容器に入れ、ハロゲンランプを用いて光照射した。還元型メチルビオローゲンの生成は紫外可視吸収スペクトルでのみ測定できるため、ここでは光照射前後での反応溶液の色変化で判断した。結果を図40に示す。

太陽光照射前

太陽光照射中

図 40 セルロース糖化液 10ml、GDH 5.0units、MgChl-a 9.6 μM、NAD⁺ 5.0mM 及び MV²⁺ 2.0mM を含む 50mM 緩衝液（全体積 270 mL）によるメチルビオローゲンの光還元反応の経時変化

光照射前ではクロロフィル特有の緑色が強くでいるが、光照射を開始すると還元型メチルビオローゲン生成を示す青色に溶液が変化していることが分かる。本システムにおいては、還元型メチルビオローゲンが生成することから水素発生触媒である白金微粒子や二酸
化炭素還元触媒であるギ酸脱水素酵素を添加することで、水素発生、ギ酸生成が期待できると考えられる。

## セルロース糖化液 - GDH - NAD⁺ - MgChl-a - MV²⁺ - 白金微粒子系での光水素生産反応 (反応②)

次にセルロースの糖化液を原料とした水素製造反応について検討した。セルロース糖化液10ml、GDH 5.0units、MgChl-a 9.6μM、 $ NAD^{+} $ 5.0mM、 $ MV^{2+} $ 2.0mM及び白金微粒子5.0unitsを含む反応溶液を水素製造用反応容器（容器全体積500ml）に入れ、ハロゲンランプを用いて光照射した。その結果、光照射時間に対して定常的に水素が発生した。結果を図41に示す。光照射5時間後の水素発生量は約24μmolであり、体積換算で約0.55mlとなった。

図 41．セルロース糖化液-GDH-NAD⁺- MgChl-a-MV²⁺- 白金微粒子系での光水素生産反応システムによる水素発生の経時変化
以上のことから、セルロース糖化液から光エネルギーを使って水素製造に成功した。

さらに光増感分子 MgChl-a の濃度を 20 μM へ増加させることによって光照射 5 時間後の

水素発生量は約 $ 35 \mu mol $ まで向上させることができた。セルロース糖化液に含まれていた新

聞紙由来のセルロースはグルコース換算で 2.7 mmol（セルロース 1g/300ml）であるので光

照射 5 時間でのセルロースから水素への変換率は 1.3% である。

さらにイオンクロマトグラフを用いてグルコン酸生成量を定量した結果、反応時間5時間

で 1mM 生成していることが分かった。

以上のことからシステムを用いることによってセルロース糖化液から水素及びグルコン

酸を同時に生成させられることが示唆された。

セルロース糖化液 - GDH - NAD⁺ - MgChl-a - MV²⁺ - 白金微粒子・ギ酸脱水素酵素系での光水

## 素生産・ギ酸生成反応

最後にセルロースの糖化液を原料とした水素製造反応について検討した。セルロース糖化

液 10ml、GDH 5.0units、MgChl-a 9.6 $ \mu $ M、 $ NAD^{+} $ 5.0mM、 $ MV^{2+} $ 2.0mM 及び白金微粒子及び

ギ酸脱水素酵素をそれぞれ 5.0 units を含む反応溶液を 500ml 反応容器に入れ、ハロゲンラン

プを用いて光照射した。その結果、光照射時間に対して定常的に水素生産及びギ酸生成が観

測された。光照射 5 時間後の水素発生量は約 20μmol、ギ酸生成量は 0.2μmol であった。上

述 3.7 で示した結果とほぼ同様の生成比になった。
さらにイオンクロマトグラフを用いてグルコン酸生成量を定量した結果、反応時間5時間

で $ 1 \, mM $ 生成していることが分かった。

以上のことからシステムを用いることによってセルロース糖化液から水素・ギ酸及びグル

コン酸を同時に生成させられることが示唆された。
### 4. 結論

研究期間 3 年間で、多糖類セルロースと二酸化炭素から生物工学的手法と光エネルギー利

用により新規エネルギー源・燃料となる水素・メタノール生産反応系を確立し、システムの

効率化プロセスへ展開する。具体的には、バイオマス利用の需要が高い古紙以外の不溶性セ

ルロースの使用が可能な反応系を構築することを目的とし、反応収率も同様に、物質量換算

で不溶性セルロースの 50%程度を水素に変換でき、なおかつ糖化したグルコースはすべて

グルコン酸に変換可能な系の達成が最大かつ最終の成果目標とする。一方メタノール生産に

関する目標値として、申請者の持つ技術シーズでは、二酸化炭素を原料として収率50%で

メタノールが合成できている。さらに収率を80%まで向上させる。概算ではあるが、二酸化

炭素 20L とし、反応収率を 80% に設定し、1 日あたり炭素換算で 7.2g 削減することができ

るシステムを目指した。

最終年度は、過去2年間で得られた研究成果を基盤として、セルロースと二酸化炭素を基

本原料とし、光エネルギーを駆動力とした水素・メタノール・グルコン酸を生産できる「多

機能型バイオマス利用技術」を確立する。さらにシステムの要素技術を最適化することで高

効率なシステムへ展開する。具体的には平成23・24年度で確立したルイス酸触媒とイオン

液体をベースとしたセルロースの糖化システムと糖化液からグルコン酸の回収システムを

同一系とし、二酸化炭素を原料とした光駆動型水素・メタノール生成システムと連結し、本

研究課題の最終型である「セルロースと二酸化炭素を基本原料とし、光エネルギーを駆動力

とした水素・メタノール・グルコン酸生産系」の構築を達成する。不溶性セルロースの使用

が可能な反応系を構築することを目的とし、反応収率は物質量換算で不溶性セルロースの

50%程度を水素に変換でき、なおかつ糖化したグルコースはすべてグルコン酸に変換可能な

系の達成が最大かつ最終の成果目標とする。一方メタノール生産に関する目標値として、二
酸化炭素を原料として物質量換算で収率80%まで向上させることとした。

最終年度は平成23・24年度で確立したセルロース糖化系と可視光駆動型水素発生・二酸

化炭素分子変換系とを連結した反応システム具現化に関する研究を進めた。具体的な研究成

果として、前年度までに進めてきたイオン液体を用いたセルロースの糖化液と人工光合成系

の連結反応による可視光駆動型水素・ギ酸生産系の構築について反応体積3mlレベルでの反

応条件の検討、生成物である水素・ギ酸濃度の定量及び化成品として抽出したグルコン酸濃

度の定量することができた。さらにセルロース糖化系と可視光駆動型可視光駆動型水素発

生・二酸化炭素分子変換系とを送液ポンプで連結した 500ml レベルの大容量型反応装置の開

発に成功した。本システムでは反応収率は物質量換算で不溶性セルロースの約30%程度を

水素に、約 0.5% をギ酸に変換することができた。またセルロースの糖化に伴うグルコン酸

の変換は 80%程度まで達成できた。今後カルシウムイオンの添加法でグルコン酸を回収す

るシステムを組み込むことにより、化成品回収プロセスを達成することができる。最後にセ

ルロースから水素への物質変換効率は最終目標値の6割以上まで達成できたが、二酸化炭素

-燃料（メタノール・ギ酸等）変換効率は最終目標値へ到達させるためには人工補酵素のさ

らなる機能化が必要であると考えられる。

研究期間 3 年の達成度としてシステム駆動原理は確立することができた。しかしながら二

酸化炭素からメタノール生成プロセスの組み込み、木材チップなどの難容性セルロースの原

料としての利用までには至らなかった。今後セルロースの糖化プロセスの効率化を検討する

必要がある。しかしながらセルロースの糖化プロセスと人工光合成系の連結による水素生産、
二酸化炭素還元系を達成できたことは今後のバイオマス、二酸化炭素の活用、環境問題・エネルギー問題解決への新規な手法として活用できると期待される。

今後は反応後にどのような形で液体生成物を取り出すか等の課題もあるが、水素ガスを使わずに二酸化炭素を還元でき、エネルギーキャリア分子としての利用方法等環境・エネルギー分野で有効な活用方法が期待される。実用化に向けて図42に示すような反応プロセスを構築することが望まれる。

図 42 バイオマス・二酸化炭素を原料としたソーラー燃料・化成品変換システムの実用化へ向けたプロセス概念
### 5. 参考文献

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セルロースの糖化に関する文献

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69. Z. Zhang, W. Wang, X. Liu, Q. Wang, W. Li, H. Xie, Z. K. Zhao Bioresource Technology, 2012,

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70. M. Monschein, C. Reisinger, B. Nidetzky Bioresource Technology, 2013, 128, 679.
### 6. 研究発表

## 国際会議における発表

1. Yutaka Amao “(Invited Lecture) Solar hydrogen production from cellulose with artificial photosynthesis system” 244th ACS National Meeting & Exposition - August 19-23, 2012, Philadelphia, PA

2. Yutaka Amao “(Invited Lecture) Visible Light Induced Hydrogen Production from Cellulose with Enzymatic and Artificial Photosynthesis” 2014 International Conference on Hydrogen Production (ICH2P-2014) February 2-5, 2014, Fukuoka

3. Yutaka Amao, Yuka Sakai, Satomi Takahara “Solar Hydrogen Production from Cellulose Biomass with Enzymatic and Artificial Photosynthesis System” EHEC 2014 European Hydrogen Energy Conference March 12-14, 2014, Seville, Spain

## 国内学会における発表

1. 天尾 豊、坂井結香「人工光合成系による可視光駆動型セルロース-水素変換反応」

第 3 2 回水素エネルギー協会大会 2012 年 12 月 広島
## 国際誌への投稿

1. Yutaka Amao "Solar hydrogen production from cellulose with artificial photosynthesis system" Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem., 2012, 57(2), 883

2. Yutaka Amao, Yuka Sakai, Satomi Takahara “Solar Hydrogen Production from Cellulose Biomass with Enzymatic and Artificial Photosynthesis System in Aqueous Media” International Journal of Hydrogen Energy, in preparation.

3. Yutaka Amao, Yuka Sakai, Satomi Takahara “Solar Hydrogen and Formic acid Production from Biomass with Enzymatic and Artificial Photosynthesis System in Aqueous Media” International Journal of Hydrogen Energy, in preparation.
### 7. 知的財産権の取得状況

酸化還元酵素反応の制御及びその応用

出願番号：特願2012-139887

出願日：平成24年6月21日
### 8. 研究概要図

## 研究課題名 バイオマス・二酸化炭素を原料としたソーラー燃料・化成品変換 システムの構築に関する研究
### 9. 英文概要

Title “Development of solar fuel and chemical production system from biomass and carbon dioxide”
Principal Investigator: Yutaka Amao, Osaka City University

Co-Investigators: Katsutoshi Nagaoka, Oita University

## [Summary]

In the environmental science and the energy source development, hydrogen gas production from renewable resources of timber waste, including cellulose, lignin, etc. is important. We have previously reported the enzymatic photoinduced hydrogen production from sucrose or maltose as the renewable bio-resources using the light-harvesting function of photosynthesis dye molecule such as Mg Chl-a. And the photoinduced hydrogen production from water-soluble methylcellulose using the light-harvesting function of Mg Chl-a, also has been accomplished. However, soluble cellulose derivative, methylcellulose is used as a renewable resource in this hydrogen production system. Thus, photoinduced hydrogen production from renewable resources of timber waste, including insoluble cellulose is not accomplished yet.

Photochemical and enzymatic fuel production from carbon dioxide based on the artificial photosynthesis system also has been accomplished. Thus solar hydrogen and fuel production from biomass and carbon dioxide will be accomplished by the combination of above two reaction systems. In this work solar fuel and chemical production system from biomass and carbon dioxide by coupling the waste paper including cellulose biomass with cellulase and GDH, and hydrogen production with platinum colloid and enzyme with the function of carbon dioxide conversion via the photoreduction of $ MV^{2+} $ using the visible light-harvesting function of Mg Chl-a is developed.

Keyword: Artificial photosynthesis; Biomass; Solar fuel; Hydrogen; Carbon dioxide
## ●長期失業者数は横ばい

続いて、求職理由別の完全失業者数や探している雇用形態別の完全失業者数の推移をみていこう。第1-(2)-6図の左図により、求職理由別の完全失業者数の推移をみると、2016年は非自発的失業が前年と比較して7万人減、自発的な失業が同3万人減、新たに求職することによる失業が同5万人減と非自発的失業の減少幅が最も大きい。

次に、長期失業者の動向をみていこう。第1-(2)-7図は、探している仕事の形態別に完全失業者総数と失業期間が1年以上である長期失業者の動向を示している。まず、左図で全体の内訳をみると、最も割合の大きい「正規の職員・従業員」を探している完全失業者は大幅に減少しており、2016年では、リーマンショック後の2009年と比較すると85万人減、前年と比較すると8万人減の103万人となっている。次に、失業期間に着目すると、全体では前年と比較して14万人減の204万人となっているのに対し、失業期間が1年以上である長期失業者については、2016年は2010年と比較して43万人の減少となっており、前年から横ばいの76万人となっている。

## 第1-(2)-6図

## 求職理由別完全失業者数の推移

完全失業者全体の減少に伴い非自発的失業者数も減少傾向で推移しているが、完全失業者数が少なくなることによりその減少幅は縮小。

(注) 棒グラフについては、各万人単位に四捨五入した離職理由別完全失業者数を足し上げているため、内訳の合計は完全失業者数の総数の推移を表した折れ線グラフの数値と必ずしも一致しない。

資料出所 総務省統計局「労働力調査」をもとに厚生労働省労働政策担当参事官室にて作成
入札・契約調書

1	請負契約年月日	平成27年 4月 21日
2	請負業者名	有限会社 サンコーグリーン産業
3	請負業者の住所	栃木県塩谷郡高根沢町宝積寺2384-12
4	工事件名	御料牧場内園地管理ほか工事
5	工事場所	栃木県塩谷郡高根沢町大字上高根沢(御料牧場内)
6	工事種別	造園工事
7	工事概要	園地管理工,病害虫防除工各一式
8	工期(自)	平成27年4月22日
9	工期(至)	平成28年3月18日
(税込み)	(税抜き)	落札率
10	予定価格	非公表円	非公表円	—%
入札金額	9,039,600円	8,370,000円
11	入札結果	下表のとおり
順(入札者)	第1入札金額(円)	第2入札金額(円)	第3入札金額(円)	第4入札金額(円)	第5入札金額(円)
1	有限会社 サンコーグリーン産業	8,370,000
2	株式会社 河内緑化	8,500,000
3	株式会社 磯造園土木	9,700,000
4	福田土木造園 株式会社	11,500,000
## 麥更契約調書

第1回変更

1	請負契約年月日	平成27年4月21日
2	請負業者名	有限会社サンコーグリーン産業
3	請負業者の住所	栃木県塩谷郡高根沢町宝積寺2384-12
4	工事件名	御料牧場内園地管理ほか工事第1回変更
5	工事場所	栃木県塩谷郡高根沢町大字上高根沢(御料牧場内)
6	工事種別	造園工事
7	工事概要	園地管理工,病害虫防除工各一式
8	工期(自)	平成27年4月22日
9	工期(至)	平成28年3月18日
10	原契約金額	9,039,600円
11	変更契約年月日	平成27年7月13日
12	変更後期間(至)	工期(至)は,原契約とおり
13	変更増減金額	-64,800円
14	変更後金額	8,974,800円
15	変更理由	園地管理芝生地管理工(芝刈),草地管理工(草刈)について集会所再整備工事及び宿舍建設工事に伴い,現場仮設事務所設置のため一部を取り止める。
入札・契約調書

1	請負契約年月日	平成27年 7月 9日
2	請負業者名	株式会社 河内緑化
3	請負業者の住所	栃木県宇都宮市下岡本町3764-8
4	工事件名	御料牧場内樹木管理工事
5	工事場所	栃木県塩谷郡高根沢町大字上高根沢(御料牧場内)
6	工事種別	造園工事
7	工事概要	樹木管理工
8	工期(自)	平成27年 7月10日
9	工期(至)	平成27年12月18日
(税込み)	(税抜き)	落札率
10	予定価格	非公表円	非公表円	— %
入札金額	3,866,400円	3,580,000円
11	入札結果	下表のとおり
順(入札者)	第1入札金額(円)	第2入札金額(円)	第3入札金額(円)	第4入札金額(円)	第5入札金額(円)
1	株式会社河内緑化	3,580,000
2	福田土木造園株式会社	4,000,000
3	株式会社磯造園土木	4,460,000
## 麥更契約調書

第1回変更

1	請負契約年月日	平成27年 7月 9日
2	請負業者名	株式会社 河内緑化
3	請負業者の住所	栃木県宇都宮市下岡本町3764-8
4	工事件名	御料牧場内樹木管理工事
5	工事場所	栃木県塩谷郡高根沢町大字上高根沢(御料牧場内)
6	工事種別	造園工事
7	工事概要	樹木管理工
8	工期(自)	平成27年 7月10日
9	工期(至)	平成27年12月18日
10	原契約金額	3,866,400円
11	変更契約年月日	平成27年 9月10日
12	変更後期間(至)	工期(至)は,原契約とおり
13	変更増減金額	-33,480円
14	変更後金額	3,832,920円
15	変更理由	樹木管理樹木手入れ(マツ手入れ,仕立物)について集会所再整備工事に伴い一部を取り止める。
論 文

# 失業経験が健康に及ぼす影響 $ ^{*} $

佐藤 一磨 **

## <要旨>

本稿の目的は、『慶應義塾家計パネル調査』を用い、失業が健康に及ぼす影響を検証することである。バブル崩壊以降、我が国の労働市場の需給状況は急速に悪化し、失業者が増加した。失業は、さまざまな影響を及ぼすと考えられるが、所得の大幅な低下や社会的地位の喪失によるストレスの発生によって、健康状態の悪化も引き起こした可能性がある。海外では多くの研究の蓄積があるものの、国内ではまだ研究例が少なく、明らかになっていない点も多い。そこで、本稿では失業経験が健康に及ぼす影響を分析した。先行研究と比較した際の本稿の特徴は、(1)失業と健康の逆の因果関係による影響を考慮するために、事業所閉鎖・会社倒産・その他勤め先や事業の都合による失職のみを分析に使用した、(2)健康指標として主観的健康度、主観的身体指標、主観的精神指標を使用し、さまざまな健康面に失職が及ぼす影響を検証した、(3)男女別に推計を行い、性別によって失業が健康に及ぼす影響に違いが見られるのかといった点も検証した、という3点である。分析の結果、次の2点が明らかになった。1点目は、男性では主観的健康度、主観的身体指標、主観的精神指標のほとんどの場合において、失職によって健康状態が悪化する傾向を確認できなかった。男性の場合、失職によって所得が持続的に低下し、大きな影響を受けるものの、各健康指標が悪化するまでではないと言える。2点目は、女性では主観的健康度と主観的精神指標のすべての場合において、失職によって健康状態が悪化する傾向を確認できなかった。しかし、失職2年後、失職3年後の主観的身体指標が改善する傾向があった。おそらく、この背景には失職後に運動実施割合が増加することが影響を及ぼしていると考えられる。

JEL Classification Number : J32, J63, J64

Key Words：失職、健康悪化、Propensity Score Matching 法