生物工学：高収率の化学的および生物学的酸化還元プロセスにおけるリグニンからアジピン酸への変換
Nature 654, 8119 doi: 10.1038/s41586-026-10580-x
化学品製造セクターを脱炭素化するためには、植物バイオマス由来のリグニンなどの再生可能原料からバイオベースの化学品を生産するための実行可能な製造経路が必要である。難分解性のリグニン高分子（ポリマー）を有用なバイオ製品に変換することは、依然としてバイオ精製における長年の課題であり、リグニンから生成された単一製品の中でこれまでに報告されている最高の収率は、現状約20 wt％である。既存の大半のリグニン解重合戦略は、アリール–エーテル結合開裂を標的としているが、こうした戦略で生成できる芳香族単量体（モノマー）の収率はわずか30 wt％ほどであり、それらは依然として、C–C結合した二量体（ダイマー）や低重合体（オリゴマー）との複雑な混合物の状態である。芳香族部分間のこうしたC–C結合の難分解性によって、リグニンから単一生成物への変換の収率が根本的に制限されるため、こうしたC–C結合を効率的に開裂する戦略の開発が促されている。今回我々は、ポプラ材由来のリグニンの還元的処理によって、Co/Mn/Br触媒を用いたモノマー芳香族カルボン酸への酸化的変換に有利な、アルキル芳香族モノマーとオリゴマーからなる炭化水素混合物が得られることを示す。これらのモノマー芳香族カルボン酸は主に安息香酸異性体とフタル酸異性体からなり、その収率は最高73 wt％に達した。さらに、土壌細菌Pseudomonas putida KT2440を、この芳香族カルボン酸の混合物をバイオベースのナイロンへの前駆体であるムコノラクトンへと変換するよう改変した結果、最終的アジピン酸収率（リグニン1 g当たりのアジピン酸グラム数）は最高26 wt％、最高理論収率は57 wt％となった。リグニンに対するこの還元工程と酸化工程の組み合わせは、石油化学精製におけるプロセスに似ており、リグニンを高収率で単一の有用バイオ製品に変換できる方法を示している。
