Ibaraki University's
College of Agriculture
Department of Food and Life Sciences

Professor

NISHIHARA Hirofumi


Academic background

  1. Tohoku University Faculty of Agriculture 農芸化学科 1986 Graduated

Academic degrees

  1. 博士(農学) The University of Tokyo

Current state of research and teaching activities

Study on microbial hydrogen metabolism and its application for the
development of sustainable energy and bioresources

Research Areas

  1. Bio-Function/Bioprocess
  2. Applied Microbiology
  3. Applied Biochemistry

Research keywords

  1. hydrogen, hydrogen-oxidizing bacterium, hydrogen-oxidizing enzyme, hydrogenase, fuel cell, bioprocess, bioconversion

Subject of research

  1. Application of hydrogen-oxidizing enzyme, "hydrogenase". ヒドロゲナーゼは燃料電池触媒としての機能をもち、微生物の培養によりいくらでも調製可能であることから、高価な希少資源である白金触媒に替わる利用が着目される。海水から分離された水素酸化細菌から耐久性と触媒活性に優れるヒドロゲナーゼが発見され、本酵素の機能や安定性に関する基礎的な解析、実用化に向けた取り組みを推進している。 1993-Present
  2. Development of hydrogen-driven bioconversion precess 高温高圧条件などを必要とし、多量のエネルギーを消費する化学反応プロセスに対し、常温常圧で機能するバイオプロセスは環境負荷が小さい。特に水素酸化反応は環境汚染物質を生じないため、理想的である。微生物水素酸化反応により有用酵素反応に必要なATPやNAD(P)Hを供給し、物質生産を行う微生物触媒の開発と利用に取り組んでいる。 2001-Present
  3. Biomass production from carbon dioxide using hydrogen-oxidizing bacteria 水素酸化細菌の高い炭酸固定能力を利用し、炭酸ガスの有機資源化(バイオマス資源の生産)に関する研究を行っている。 1986-Present

Bibliography

  1. 「微生物機能を活用した革新的生産技術の最前線 -ミニマムゲノムファクトリーとシステムバイオロジー-」(編集 清水昌ら)、ヒドロゲナーゼ反応のエネルギー供給系への応用 西原宏史,五十嵐泰夫,石井正治 シーエムシー出版 2007/12
  2. Genus III Hydrogenovibrio Nishihara, Igarashi and Kodama 1991b, 132VP Nishihara, H. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology (2nd edn.), The Williams & Wilkins Co., Baltimore 2005
  3. Biomass production from carbon dioxide by a marine hydrogen-oxidizing bacterium, Hydrogenovibrio marinus Nishihara, H., Igarashi, Y., Kodama, T. Microbial utilization of renewable resources(NRCT, NUS, DOST-JSPS Joint Seminor on Biotechnology) 1992
  4. Biomass production from carbon dioxide by a marine hydrogen-oxidizing bacterium Hydrogenovibrio marinus Igarashi, Y., Nishihara, H., Kodama, T. Biochemical engineering for 2001(Proceedings of Asia-Pacific Biochemical Engineering Conference 1992), Springer-Verlag, Tokyo 1992

Papers

  1. Research paper (scientific journal) Joint Transcriptome profiles of central carbon metabolism under autotrophic, heterotrophic, and mixotrophic conditions in Hydrogenophilus thermoluteolus TH-1 Nguyen, H. T., Hirano, S., Arai, H., Nishihara, H., Ishii, M. J. Jpn. Soc. Extremophiles 16/ 2, 27-36 2017
  2. Research paper (scientific journal) Joint Structural and functional insights into thermally stable cytochrome c' from a thermophile Fujii, S., Oki, H., Kawahara, K., Yamane, D., Yamanaka, M., Maruno, T., Kobayashi, Y., Masanari, M., Wakai, S., Nishihara, H., Ohkubo, T., Sambongi, Y. Protein Sci. 26, 737-748 2017
  3. Research paper (scientific journal) Joint Structural basis of the redox switches in the NAD-reducing soluble [NiFe]-hydrogenase Shomura, Y., Taketa, M., Nakashima, H., Tai, H., Nakagawa, H., Ikeda, Y., Ishii, M., Igarashi, Y., Nishihara, H., Yoon, K. S., Ogo, S., Hirota, S., Higuchi, Y. Science 357, 928-932 2017/09
  4. Research paper (scientific journal) Joint Bioelectrochemical analysis of thermodynamics of the catalytic cycle and kinetics of the oxidative inactivation of oxygen-tolerant [NiFe]-hydrogenase So, K., Hamamoto, R., Takeuchi, R., Kitazumi, Y., Shirai, O., Endo, R., Nishihara, H., Higuchi, Y., Kano, K. J. Electroanal. Chem. Elsevier 766, 152-161 2016/02 10.1016/j.jelechem.2016.02.009
  5. Research paper (scientific journal) Joint Improved purification, crystallization and crystallographic study of Hyd-2-type [NiFe]-hydrogenase from Citrobacter sp. S-77 Muhd Noor, N.D., Nishikawa, K., Nishihara, H., Yoon, K.-S., Ogo, S., Higuchi, Y. Acta Cryst. F72, 53-58 2016/01 10.1107/S2053230X15024152

Research presentations

  1. Poster presentation 水素酸化細菌の培養特性と独立栄養代謝活性の解析 日本農芸化学会2016年度大会 2016/03/30
  2. Poster presentation Hydrogenovibrio marinus由来膜結合型ヒドロゲナーゼのRalstonia eutrophaにおける発現 第67回日本生物工学会大会 2015/10/28
  3. Oral presentation(general) 非白金水素エネルギー変換系につなげるヒドロゲナーゼの電気化学的アプローチ 日本農芸化学会2014年度大会 2014/03/29
  4. Poster presentation Carbon utilization in chemolithoautotrophs Hydrogenophilus thermoluteolus TH-1 第65回日本生物工学会大会 2013/09/18
  5. Poster presentation 水素酸化細菌Hydrogenophilus thermoluteolusの培養特性と独立栄養代謝活性の解析 第65回日本生物工学会大会 2013/09/18

Intellectual property rights

  1. Patent ヒドロゲナーゼの単離精製法、ヒドロゲナーゼ酵素溶液、及び当該ヒドロゲナーゼ酵素溶液を用いて作製した電極触媒を用いた燃料電池 2007-107833 2007/04/17 2008-263803 2008
  2. Patent 耐熱耐酸素性ヒドロゲナーゼ遺伝子 特願平11-164213 1999/06/10 特開2000-350585 2000/12/19
  3. Patent 酵素電極およびその製造方法 特願2008-208690 2008 特開2010-043978 2010 第5219265号 2013
  4. Patent 電極触媒及びこれを用いた酵素電極、並びにヒドロゲナーゼの改変方法 2007-157687 2007/06/14 2008-306979 2008 第4519156号 2010
  5. Patent 酸化還元酵素と光合成反応中心との連結体による光駆動物質生産法 特願2004-226187 2004/07/05 特開2006-020614 2006 第4614053号 2010

Prizes

  1. BCSJ Award 日本化学会欧文誌(Bulletin of the Chemical Society of Japan)に掲載の論文 Kinetic analysis of inactivation and enzyme reaction of oxygen-tolerant [NiFe]-hydrogenase at direct electron transfer-type bioanode. Bull. Chem. Soc. Jpn., 87 (11): 1177-1185 (2014) 2014/11/15

Memberships of academic societies

  1. 日本蛋白質科学会
  2. 環境バイオテクノロジー学会
  3. 日本生物工学会
  4. 日本農芸化学会

Mass media, Open sources

  1. 茨城新聞 Newspaper 2007/12/25
  2. 茨城新聞 Newspaper 2007/12/18
  3. 日経産業新聞 Newspaper 2010/01/20
  4. 日経産業新聞 Newspaper 2011/09/21
  5. 日本経済新聞 Newspaper 2011/10/17