JP2016524800A5

JP2016524800A5 -

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Publication number: JP2016524800A5
Application number: JP2016517997A
Authority: JP
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2017-07-13

Description

いくつかの態様において、システムは、ビタミンK₃、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数をさらに含む。いくつかの態様において、ビタミンK₃、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数は、アノード表面に固定される。他の態様において、ビタミンK₃、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数は、アノード区画中に遊離している。
[本発明1001]
ヘキソース糖とポリリン酸、ATP、または遊離リン酸との化学反応によってグルコース6-リン酸(G6P)および6-ホスホグルコン酸(6PG)を生成する段階であって、
(i)ポリリン酸を使用する場合、ポリリン酸-グルコースホスホトランスフェラーゼの存在下でポリリン酸とヘキソース糖との化学反応が行われるか、
(ii)ATPを使用する場合、ヘキソキナーゼの存在下でATPとヘキソース糖との化学反応が行われ、その際、ポリリン酸キナーゼの存在下でADPとポリリン酸とを反応させることによってATPが再生されるか、または
(iii)遊離リン酸を使用する場合、グルカンホスホリラーゼおよびホスホグルコムターゼの存在下で遊離リン酸とヘキソース糖との化学反応が行われる、
段階;
水中でG6Pおよび6PGをNAD ⁺ またはその酸化型バイオミミックと反応させて、NADHまたはその還元型バイオミミックを得る段階;ならびに
アノード表面でNADHまたはその還元型バイオミミックを酸化してアノードで電子を生成する段階
を含む、ヘキソース糖から電子を生成するための方法。
[本発明1002]
ペントースリン酸経路、解糖、および糖新生の混成経路を介してリブロース5-リン酸からG6Pを再生する段階をさらに含む、本発明1001の方法。
[本発明1003]
NAD ⁺ を利用するグルコース6-リン酸デヒドロゲナーゼおよび6-ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼの存在下で、G6Pおよび6PGをNAD ⁺ と反応させる、本発明1001の方法。
[本発明1004]
NAD ⁺ バイオミミックを利用する操作されたグルコース6-リン酸デヒドロゲナーゼおよび6-ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼの存在下で、G6Pおよび6PGを酸化型NAD ⁺ バイオミミックと反応させる、本発明1001の方法。
[本発明1005]
ヘキソース糖がグルコースまたはフルクトースである、本発明1001の方法。
[本発明1006]
(i)グルコース(キシロース)イソメラーゼを用いてフルクトースをグルコースに変換すること;または
(ii)ソルビトールデヒドロゲナーゼおよびアルデヒドレダクターゼを用いてフルクトースをグルコースに変換すること
によってグルコースを生成する、本発明1005の方法。
[本発明1007]
(i)マンノースイソメラーゼを用いてマンノースをフルクトースに変換すること;
(ii)ポリリン酸-グルコースマンノースホスホトランスフェラーゼおよびホスホマンノースイソメラーゼを用いてマンノースをフルクトース6-リン酸(F6P)に変換し、次いでホスホグルコースイソメラーゼによって該F6PをG6Pに変換すること;または
(iii)ポリリン酸キナーゼ、ヘキソキナーゼ、およびホスホマンノースイソメラーゼを用いてマンノースをフルクトース6-リン酸(F6P)に変換し、次いでホスホグルコースイソメラーゼによって該F6PをG6Pに変換すること
によってフルクトースを生成する、本発明1005の方法。
[本発明1008]
ヘキソース糖がデンプンまたはマルトデキストリンである、本発明1001の方法。
[本発明1009]
デンプンホスホリラーゼまたはマルトデキストリンホスホリラーゼおよびホスホグルコムターゼによって、リン酸およびデンプンまたはマルトデキストリンからG6Pを生成する、本発明1008の方法。
[本発明1010]
ヘキソース糖およびポリリン酸、ATP、または遊離リン酸からグルコース6-リン酸(G6P)を生成し、かつ該G6PをNAD ⁺ またはその酸化型バイオミミックと水中で反応させてNADHまたはその還元型バイオミミックを得ることができる、ヘキソース糖および酵素を含む溶液であって、
(i)ポリリン酸を使用する場合、ポリリン酸-グルコースホスホトランスフェラーゼの存在下でポリリン酸とヘキソース糖との化学反応が行われるか、
(ii)ATPを使用する場合、ヘキソキナーゼの存在下でATPとヘキソース糖との化学反応が行われ、その際、ポリリン酸キナーゼの存在下でADPとポリリン酸とを反応させることによってATPが再生されるか、または
(iii)遊離リン酸を使用する場合、グルカンホスホリラーゼおよびホスホグルコムターゼの存在下で遊離リン酸とヘキソース糖との化学反応が行われる、
溶液と;
任意で酵素で修飾したアノードと;
酵素で修飾した、または標準的な白金基準カソードと;
電解質と
を含む、糖電池であって、
任意で酵素で修飾したアノードが、前記溶液と接触しており、酵素で修飾した、または標準的な白金基準カソードと任意で酵素で修飾したアノードの両方が、前記電解質と接触しており、かつ
前記電解質が、金属イオン、NAD ⁺ もしくはNADHまたはそのバイオミミック、およびチアミンピロリン酸を含むpH調整緩衝液を含む、
糖電池。
[本発明1011]
アノード表面でのNADHまたはその還元型バイオミミックの酸化を可能にしてアノードで電子を生成するように、機能的に構成されている、本発明1010の電池。
[本発明1012]
六炭糖単量体またはオリゴヘキソースもしくはポリヘキソースに由来する1つもしくは複数の六炭糖をポリリン酸、ATP、または遊離リン酸と反応させることによってグルコース6-リン酸(G6P)を生成し、該G6PをNAD ^- またはその酸化型バイオミミックと水中で反応させてNADHまたはその還元型バイオミミックを得るための溶液であって、
(i)ポリリン酸を使用する場合、ポリリン酸-グルコースホスホトランスフェラーゼの存在下でポリリン酸と糖単量体との化学反応が行われるか、
(ii)ATPを使用する場合、ヘキソキナーゼの存在下でATPと糖単量体との化学反応が行われ、その際、ポリリン酸キナーゼの存在下でADPとポリリン酸とを反応させることによってATPが再生されるか、または
(iii)遊離リン酸を使用する場合、グルカンホスホリラーゼおよびホスホグルコムターゼの存在下で遊離リン酸とオリゴヘキソースまたはポリヘキソースとの化学反応が行われる、
溶液と;
NADHまたはその還元型バイオミミックをアノードで酸化して電子を生成し、かつプロトンをカソードへ送達するように、機能的に構成された燃料電池と
を含む、発電のためのシステム。
[本発明1013]
カソードにおいてプロトンおよび酸素を水に変換するための触媒を該カソード上にさらに含む、本発明1012のシステム。
[本発明1014]
ペントース糖とポリリン酸またはATPとの化学反応からキシルロース5-リン酸(X5P)を生成する段階であって、
(i)ポリリン酸を使用する場合、キシロースイソメラーゼおよびポリリン酸キシルロキナーゼの存在下でペントース糖とポリリン酸との化学反応が行われるか、または
(ii)ATPを使用する場合、キシロースイソメラーゼおよびATPを利用する(based)キシルロキナーゼの存在下でペントース糖とATPとの化学反応が行われ、その際、ポリリン酸キナーゼもしくはポリリン酸:AMPホスホトランスフェラーゼおよびポリリン酸非依存性アデニル酸キナーゼの組合せの存在下でADPとポリリン酸とを反応させることによってATPが生成される、
段階;
ペントースリン酸経路にX5Pを入れて、G6Pを生成する段階;
水中でG6PをNAD ⁺ またはその酸化型バイオミミックと反応させて、NADHまたはその還元型バイオミミックを得る段階;ならびに
アノードの表面でNADHまたはその還元型バイオミミックを酸化してアノードで電子を生成する段階
を含む、ペントース糖から電子を生成するための方法。
[本発明1015]
五炭糖およびポリリン酸またはATPからキシルロース5-リン酸を生成し、非酸化的ペントースリン酸経路を介して該キシルロース5-リン酸からグルコース6-リン酸(G6P)を生成し、かつ該G6PをNAD ⁺ またはその酸化型バイオミミックと水中で反応させてNADHまたはその還元型バイオミミックを得ることができる、五炭糖および酵素を含む溶液であって、
a.ポリリン酸を使用する場合、ポリリン酸-キシロースキナーゼの存在下でポリリン酸と五炭糖との化学反応が行われるか、または
b.ATPを使用する場合、キシルロキナーゼの存在下でATPと五炭糖との化学反応が行われ、その際、ポリリン酸キナーゼの存在下でADPとポリリン酸とを反応させることによりATPが生成される、
溶液と;
任意で酵素で修飾したアノードと;
酵素で修飾した、または標準的な白金基準カソードと;
電解質と
を含む、糖電池であって、
任意で酵素で修飾したアノードが、前記溶液と接触しており、酵素で修飾した、または標準的な白金基準カソードと任意で酵素で修飾したアノードの両方が、前記電解質と接触しており、かつ
前記電解質が、金属イオン、NAD ⁺ もしくはNADHまたはそのバイオミミック、およびチアミンピロリン酸を含むpH調整緩衝液を含む、
糖電池。
[本発明1016]
五炭糖およびポリリン酸またはATPからキシルロース5-リン酸を生成し、非酸化的ペントースリン酸経路を介してキシルロース5-リン酸からグルコース6-リン酸(G6P)を生成し、かつ該G6PをNAD ⁺ またはその酸化型バイオミミックと水中で反応させてNADHまたはその還元型バイオミミックを得るための溶液であって、
(i)ポリリン酸を使用する場合、ポリリン酸-キシルロキナーゼの存在下でポリリン酸と五炭糖との化学反応が行われるか、または
(ii)ATPを使用する場合、キシルロキナーゼの存在下でATPと五炭糖との化学反応が行われ、その際、ポリリン酸キナーゼの存在下でADPとポリリン酸とを反応させることによりATPが生成される、
溶液と;
NADHまたはその還元型バイオミミックをアノードで酸化して電子を生成し、かつプロトンをカソードへ送達するように、機能的に構成された燃料電池と;
プロトンおよび酸素を水に変換するためのカソード触媒と
を含む、発電のためのシステム。
[本発明1017]
pH調整緩衝液がHEPES緩衝液である、本発明1010または1015の糖電池。
[本発明1018]
金属イオンが、Mg ²⁺ およびMn ²⁺ からなる群より選択される1種類または複数種のイオンである、本発明1010または1015の糖電池。
[本発明1019]
糖からNADHまたはその還元型バイオミミックを生成する段階;および
NADHまたはその還元型バイオミミックを酸化してアノードで電子を生成する段階
を含む、糖から電子を生成するための方法であって、
グルコース6-リン酸デヒドロゲナーゼ、6-ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼ、リボース5-リン酸イソメラーゼ、リブロース5-リン酸3-エピメラーゼ、トランスケトラーゼ、トランスアルドラーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、アルドラーゼ、フルクトース1,6-ビスホスファターゼ、およびホスホグルコースイソメラーゼを含む酵素群を用いて、NADHまたはその還元型バイオミミックを生成する、
方法。
[本発明1020]
糖がヘキソース糖またはペントース糖である、本発明1019の方法。
[本発明1021]
NADHまたはその還元型バイオミミックが、ジアホラーゼによって酸化される、本発明1019の方法。
[本発明1022]
NADHまたはその還元型バイオミミックが、ビタミンK ₃ 、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数の存在下で酸化される、本発明1021の方法。
[本発明1023]
ビタミンK ₃ 、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数がアノード表面に固定される、本発明1022の方法。
[本発明1024]
ビタミンK ₃ 、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数がアノード区画中に遊離している、本発明1022の方法。
[本発明1025]
糖、酵素、および電解質を含む溶液と;
アノードと;
カソードと
を含む、糖電池であって、
前記アノードおよび前記カソードが前記溶液と接触しており、
前記電解質が、金属イオン、NAD ⁺ もしくはNADHまたはそのバイオミミック、およびチアミンピロリン酸を含むpH調整緩衝液を含み、かつ
前記酵素が、グルコース6-リン酸デヒドロゲナーゼ、6-ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼ、リボース5-リン酸イソメラーゼ、リブロース5-リン酸3-エピメラーゼ、トランスケトラーゼ、トランスアルドラーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、アルドラーゼ、フルクトース1,6-ビスホスファターゼ、ホスホグルコースイソメラーゼ、およびNADHまたはその還元型バイオミミックを酸化することができる酵素を含む、
糖電池。
[本発明1026]
糖がヘキソース糖またはペントース糖である、本発明1025の糖電池。
[本発明1027]
NADHまたはその還元型バイオミミックを酸化することができる酵素がジアホラーゼである、本発明1025の糖電池。
[本発明1028]
ビタミンK ₃ 、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数をさらに含む、本発明1025の糖電池。
[本発明1029]
ビタミンK ₃ 、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数がアノード表面に固定される、本発明1028の糖電池。
[本発明1030]
ビタミンK ₃ 、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数がアノード区画中に遊離している、本発明1028の糖電池。
[本発明1031]
糖、酵素、および電解質を含む溶液と;
アノードおよびカソードを含む燃料電池と;
発電機と
を含む、発電のためのシステムであって、
前記溶液および前記発電機が、前記燃料電池と接触しており、
前記電解質が、金属イオン、NAD ⁺ もしくはNADHまたはそのバイオミミック、およびチアミンピロリン酸を含むpH調整緩衝液を含み、かつ
前記酵素が、グルコース6-リン酸デヒドロゲナーゼ、6-ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼ、リボース5-リン酸イソメラーゼ、リブロース5-リン酸3-エピメラーゼ、トランスケトラーゼ、トランスアルドラーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、アルドラーゼ、フルクトース1,6-ビスホスファターゼ、ホスホグルコースイソメラーゼ、およびNADHまたはその還元型バイオミミックを酸化することができる酵素を含む、
発電のためのシステム。
[本発明1032]
糖が、ヘキソース糖もしくはペントース糖、またはそれらの混合物である、本発明1031のシステム。
[本発明1033]
NADHまたはその還元型バイオミミックを酸化することができる酵素がジアホラーゼである、本発明1031のシステム。
[本発明1034]
ビタミンK ₃ 、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数をさらに含む、本発明1031のシステム。
[本発明1035]
ビタミンK ₃ 、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数がアノード表面に固定される、本発明1034のシステム。
[本発明1036]
ビタミンK ₃ 、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数がアノード区画中に遊離している、本発明1034のシステム。

Claims

ヘキソース糖とポリリン酸、ATP、または遊離リン酸との化学反応によってグルコース6-リン酸(G6P)および6-ホスホグルコン酸(6PG)を生成する段階であって、
(i)ポリリン酸を使用する場合、ポリリン酸-グルコースホスホトランスフェラーゼの存在下でポリリン酸とヘキソース糖との化学反応が行われるか、
(ii)ATPを使用する場合、ヘキソキナーゼの存在下でATPとヘキソース糖との化学反応が行われ、その際、ポリリン酸キナーゼの存在下でADPとポリリン酸とを反応させることによってATPが再生されるか、または
(iii)遊離リン酸を使用する場合、グルカンホスホリラーゼおよびホスホグルコムターゼの存在下で遊離リン酸とヘキソース糖との化学反応が行われる、
段階;
水中でG6Pおよび6PGをNAD⁺またはその酸化型バイオミミックと反応させて、NADHまたはその還元型バイオミミックを得る段階;ならびに
アノード表面でNADHまたはその還元型バイオミミックを酸化してアノードで電子を生成する段階
を含む、ヘキソース糖から電子を生成するための方法。
ペントースリン酸経路、解糖、および糖新生の混成経路を介してリブロース5-リン酸からG6Pを再生する段階をさらに含む、請求項1記載の方法。
NAD⁺を利用するグルコース6-リン酸デヒドロゲナーゼおよび6-ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼの存在下で、G6Pおよび6PGをNAD⁺と反応させる、請求項1記載の方法。
NAD⁺バイオミミックを利用する操作されたグルコース6-リン酸デヒドロゲナーゼおよび6-ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼの存在下で、G6Pおよび6PGを酸化型NAD⁺バイオミミックと反応させる、請求項1記載の方法。
ヘキソース糖がグルコースまたはフルクトースである、請求項1記載の方法。
(i)グルコース(キシロース)イソメラーゼを用いてフルクトースをグルコースに変換すること;または
(ii)ソルビトールデヒドロゲナーゼおよびアルデヒドレダクターゼを用いてフルクトースをグルコースに変換すること
によってグルコースを生成する、請求項5記載の方法。
(i)マンノースイソメラーゼを用いてマンノースをフルクトースに変換すること;
(ii)ポリリン酸-グルコースマンノースホスホトランスフェラーゼおよびホスホマンノースイソメラーゼを用いてマンノースをフルクトース6-リン酸(F6P)に変換し、次いでホスホグルコースイソメラーゼによって該F6PをG6Pに変換すること;または
(iii)ポリリン酸キナーゼ、ヘキソキナーゼ、およびホスホマンノースイソメラーゼを用いてマンノースをフルクトース6-リン酸(F6P)に変換し、次いでホスホグルコースイソメラーゼによって該F6PをG6Pに変換すること
によってフルクトースを生成する、請求項5記載の方法。
ヘキソース糖がデンプンまたはマルトデキストリンである、請求項1記載の方法。
デンプンホスホリラーゼまたはマルトデキストリンホスホリラーゼおよびホスホグルコムターゼによって、リン酸およびデンプンまたはマルトデキストリンからG6Pを生成する、請求項8記載の方法。
ヘキソース糖およびポリリン酸、ATP、または遊離リン酸からグルコース6-リン酸(G6P)を生成し、かつ該G6PをNAD⁺またはその酸化型バイオミミックと水中で反応させてNADHまたはその還元型バイオミミックを得ることができる、ヘキソース糖および酵素を含む溶液であって、
(i)ポリリン酸を使用する場合、ポリリン酸-グルコースホスホトランスフェラーゼの存在下でポリリン酸とヘキソース糖との化学反応が行われるか、
(ii)ATPを使用する場合、ヘキソキナーゼの存在下でATPとヘキソース糖との化学反応が行われ、その際、ポリリン酸キナーゼの存在下でADPとポリリン酸とを反応させることによってATPが再生されるか、または
(iii)遊離リン酸を使用する場合、グルカンホスホリラーゼおよびホスホグルコムターゼの存在下で遊離リン酸とヘキソース糖との化学反応が行われる、
溶液と;
任意で酵素で修飾したアノードと;
酵素で修飾した、または標準的な白金基準カソードと;
電解質と
を含む、糖電池であって、
任意で酵素で修飾したアノードが、前記溶液と接触しており、酵素で修飾した、または標準的な白金基準カソードと任意で酵素で修飾したアノードの両方が、前記電解質と接触しており、かつ
前記電解質が、金属イオン、NAD⁺もしくはNADHまたはそのバイオミミック、およびチアミンピロリン酸を含むpH調整緩衝液を含む、
糖電池。
アノード表面でのNADHまたはその還元型バイオミミックの酸化を可能にしてアノードで電子を生成するように、機能的に構成されている、請求項10記載の電池。
六炭糖単量体またはオリゴヘキソースもしくはポリヘキソースに由来する1つもしくは複数の六炭糖をポリリン酸、ATP、または遊離リン酸と反応させることによってグルコース6-リン酸(G6P)を生成し、該G6PをNAD^-またはその酸化型バイオミミックと水中で反応させてNADHまたはその還元型バイオミミックを得るための溶液であって、
(i)ポリリン酸を使用する場合、ポリリン酸-グルコースホスホトランスフェラーゼの存在下でポリリン酸と糖単量体との化学反応が行われるか、
(ii)ATPを使用する場合、ヘキソキナーゼの存在下でATPと糖単量体との化学反応が行われ、その際、ポリリン酸キナーゼの存在下でADPとポリリン酸とを反応させることによってATPが再生されるか、または
(iii)遊離リン酸を使用する場合、グルカンホスホリラーゼおよびホスホグルコムターゼの存在下で遊離リン酸とオリゴヘキソースまたはポリヘキソースとの化学反応が行われる、
溶液と;
NADHまたはその還元型バイオミミックをアノードで酸化して電子を生成し、かつプロトンをカソードへ送達するように、機能的に構成された燃料電池と
を含む、発電のためのシステム。
カソードにおいてプロトンおよび酸素を水に変換するための触媒を該カソード上にさらに含む、請求項12記載のシステム。
ペントース糖とポリリン酸またはATPとの化学反応からキシルロース5-リン酸(X5P)を生成する段階であって、
(i)ポリリン酸を使用する場合、キシロースイソメラーゼおよびポリリン酸キシルロキナーゼの存在下でペントース糖とポリリン酸との化学反応が行われるか、または
(ii)ATPを使用する場合、キシロースイソメラーゼおよびATPを利用する(based)キシルロキナーゼの存在下でペントース糖とATPとの化学反応が行われ、その際、ポリリン酸キナーゼもしくはポリリン酸:AMPホスホトランスフェラーゼおよびポリリン酸非依存性アデニル酸キナーゼの組合せの存在下でADPとポリリン酸とを反応させることによってATPが生成される、
段階;
ペントースリン酸経路にX5Pを入れて、G6Pを生成する段階;
水中でG6PをNAD⁺またはその酸化型バイオミミックと反応させて、NADHまたはその還元型バイオミミックを得る段階;ならびに
アノードの表面でNADHまたはその還元型バイオミミックを酸化してアノードで電子を生成する段階
を含む、ペントース糖から電子を生成するための方法。
五炭糖およびポリリン酸またはATPからキシルロース5-リン酸を生成し、非酸化的ペントースリン酸経路を介して該キシルロース5-リン酸からグルコース6-リン酸(G6P)を生成し、かつ該G6PをNAD⁺またはその酸化型バイオミミックと水中で反応させてNADHまたはその還元型バイオミミックを得ることができる、五炭糖および酵素を含む溶液であって、
a.ポリリン酸を使用する場合、ポリリン酸-キシルロキナーゼの存在下でポリリン酸と五炭糖との化学反応が行われるか、または
b.ATPを使用する場合、キシルロキナーゼの存在下でATPと五炭糖との化学反応が行われ、その際、ポリリン酸キナーゼの存在下でADPとポリリン酸とを反応させることによりATPが生成される、
溶液と;
任意で酵素で修飾したアノードと;
酵素で修飾した、または標準的な白金基準カソードと;
電解質と
を含む、糖電池であって、
任意で酵素で修飾したアノードが、前記溶液と接触しており、酵素で修飾した、または標準的な白金基準カソードと任意で酵素で修飾したアノードの両方が、前記電解質と接触しており、かつ
前記電解質が、金属イオン、NAD⁺もしくはNADHまたはそのバイオミミック、およびチアミンピロリン酸を含むpH調整緩衝液を含む、
糖電池。
五炭糖およびポリリン酸またはATPからキシルロース5-リン酸を生成し、非酸化的ペントースリン酸経路を介してキシルロース5-リン酸からグルコース6-リン酸(G6P)を生成し、かつ該G6PをNAD⁺またはその酸化型バイオミミックと水中で反応させてNADHまたはその還元型バイオミミックを得るための溶液であって、
(i)ポリリン酸を使用する場合、ポリリン酸-キシルロキナーゼの存在下でポリリン酸と五炭糖との化学反応が行われるか、または
(ii)ATPを使用する場合、キシルロキナーゼの存在下でATPと五炭糖との化学反応が行われ、その際、ポリリン酸キナーゼの存在下でADPとポリリン酸とを反応させることによりATPが生成される、
溶液と;
NADHまたはその還元型バイオミミックをアノードで酸化して電子を生成し、かつプロトンをカソードへ送達するように、機能的に構成された燃料電池と;
プロトンおよび酸素を水に変換するためのカソード触媒と
を含む、発電のためのシステム。
pH調整緩衝液がHEPES緩衝液である、請求項10または15記載の糖電池。
金属イオンが、Mg²⁺およびMn²⁺からなる群より選択される1種類または複数種のイオンである、請求項10または15記載の糖電池。
糖からNADHまたはその還元型バイオミミックを生成する段階;および
NADHまたはその還元型バイオミミックを酸化してアノードで電子を生成する段階
を含む、糖から電子を生成するための方法であって、
グルコース6-リン酸デヒドロゲナーゼ、6-ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼ、リボース5-リン酸イソメラーゼ、リブロース5-リン酸3-エピメラーゼ、トランスケトラーゼ、トランスアルドラーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、アルドラーゼ、フルクトース1,6-ビスホスファターゼ、およびホスホグルコースイソメラーゼを含む酵素群を用いて、NADHまたはその還元型バイオミミックを生成する、
方法。
糖がヘキソース糖またはペントース糖である、請求項19記載の方法。
NADHまたはその還元型バイオミミックが、ジアホラーゼによって酸化される、請求項19記載の方法。
NADHまたはその還元型バイオミミックが、ビタミンK₃、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数の存在下で酸化される、請求項21記載の方法。
ビタミンK₃、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数がアノード表面に固定される、請求項22記載の方法。
ビタミンK₃、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数がアノード区画中に遊離している、請求項22記載の方法。
糖、酵素、および電解質を含む溶液と;
アノードと;
カソードと
を含む、糖電池であって、
前記アノードおよび前記カソードが前記溶液と接触しており、
前記電解質が、金属イオン、NAD⁺もしくはNADHまたはそのバイオミミック、およびチアミンピロリン酸を含むpH調整緩衝液を含み、かつ
前記酵素が、グルコース6-リン酸デヒドロゲナーゼ、6-ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼ、リボース5-リン酸イソメラーゼ、リブロース5-リン酸3-エピメラーゼ、トランスケトラーゼ、トランスアルドラーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、アルドラーゼ、フルクトース1,6-ビスホスファターゼ、ホスホグルコースイソメラーゼ、およびNADHまたはその還元型バイオミミックを酸化することができる酵素を含む、
糖電池。
糖がヘキソース糖またはペントース糖である、請求項25記載の糖電池。
NADHまたはその還元型バイオミミックを酸化することができる酵素がジアホラーゼである、請求項25記載の糖電池。
ビタミンK₃、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数をさらに含む、請求項25記載の糖電池。
ビタミンK₃、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数がアノード表面に固定される、請求項28記載の糖電池。
ビタミンK₃、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数がアノード区画中に遊離している、請求項28記載の糖電池。
糖、酵素、および電解質を含む溶液と;
アノードおよびカソードを含む燃料電池と;
発電機と
を含む、発電のためのシステムであって、
前記溶液および前記発電機が、前記燃料電池と接触しており、
前記電解質が、金属イオン、NAD⁺もしくはNADHまたはそのバイオミミック、およびチアミンピロリン酸を含むpH調整緩衝液を含み、かつ
前記酵素が、グルコース6-リン酸デヒドロゲナーゼ、6-ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼ、リボース5-リン酸イソメラーゼ、リブロース5-リン酸3-エピメラーゼ、トランスケトラーゼ、トランスアルドラーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、アルドラーゼ、フルクトース1,6-ビスホスファターゼ、ホスホグルコースイソメラーゼ、およびNADHまたはその還元型バイオミミックを酸化することができる酵素を含む、
発電のためのシステム。
糖が、ヘキソース糖もしくはペントース糖、またはそれらの混合物である、請求項31記載のシステム。
NADHまたはその還元型バイオミミックを酸化することができる酵素がジアホラーゼである、請求項31記載のシステム。
ビタミンK₃、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数をさらに含む、請求項31記載のシステム。
ビタミンK₃、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数がアノード表面に固定される、請求項34記載のシステム。
ビタミンK₃、ベンジルビオロゲン、またはそのバイオミメティックの内の1つまたは複数がアノード区画中に遊離している、請求項34記載のシステム。