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難分解性プラスチックの高速分解を志向したナノ空間精密配置酵素の創製

在纳米空间中创建精确排列的酶，旨在高速分解持久性塑料

基本信息

批准号：
21K05160
负责人：
松浦俊一
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表される難分解性プラスチックのリサイクル技術の進展は急務である。本研究では、ＰＥＴ分解酵素の集積反応場の創出を目的としており、ナノ空間材料（メソポーラスシリカ）の規則性細孔への酵素の精密配置による「飛躍的な反応速度の向上」と、疎水的なシリカ細孔表面とＰＥＴとの近接作用による「接触頻度の向上」を実現することによって、高効率かつ低環境負荷型の難分解性プラスチック分解システムを開発する。これまでにメソポーラスシリカの規則性細孔が酵素の安定性向上場として好適であることを見出しているが、反応性の向上に向けたシリカ細孔表面での酵素の配向制御が課題であった。この課題を克服する方法として、シリカ結合タンパク質（Ｓｉ－ｔａｇ）を２種類のＰＥＴ分解酵素に個別に融合し、Ｓｉ－ｔａｇをシリカ細孔表面と酵素の間の接着分子として利用することによって酵素の配向制御を試みる。当年度は、まず、各種のナノ空間材料（メソポーラスシリカ［細孔径：５、２４ｎｍ］及びメソポーラスアルミナ［細孔径：６ｎｍ］）の合成と細孔構造の解析を行った。次に、昨年度に作製した２種類のＳｉ－ｔａｇ融合ＰＥＴ分解酵素（ＰＥＴａｓｅ及びＭＨＥＴａｓｅ）のナノ空間材料また非多孔質シリカ材料への吸着・固定化評価を実施した。高濃度の塩および界面活性剤存在下（ｐＨ８．０）で各種の材料とＳｉ－ｔａｇ融合ＰＥＴ分解酵素を混和したところ、メソポーラスアルミナ＜非多孔質シリカ＜メソポーラスシリカ（細孔径：５ｎｍ）＜メソポーラスシリカ（細孔径：２４ｎｍ）の順に酵素の固定化量が増大した。これより、シリカや金属酸化物であるアルミナ表面へのＳｉ－ｔａｇ特異的な結合が確認され、全体としては細孔径や細孔容積の増大にともない酵素の固定化量が増大する傾向が認められた。

The general information system (PET) represents the urgent need for the development of technology and technology. In this study, the purpose of this study is to analyze the anti-contact effect of PET decomposing enzyme on the surface of the hole, the surface of the hole, the contact temperature, the contact temperature, the temperature, the temperature High-rate and low-load-type decomposable systems are decomposable and open-ended. In this way, the stability of the enzyme in the regular hole is improved, and the enzyme on the surface of the hole is used to control the problem. The method of overcoming the problem is to combine the two kinds of PET cleavage enzymes (Si-tag). The enzyme on the surface of the hole is fused, and then the molecular chain is used to prepare the enzyme by the combination of enzyme. In the same year, the synthetic holes of various kinds of space materials (composite aperture: 5, 24nm) and composite materials [aperture: 6nm] are analyzed. The second and last year's Si-tag fusion of PET decomposing enzymes (PETase and MHETase) was used to prepare non-porous materials for immobilization. In the presence of interfacial activity (pH 8.0), all kinds of materials were mixed with Si-tag fusion PET decomposing enzyme. The amount of immobilization of enzyme is much higher than that of non-porous enzyme (pore diameter: 5nm). The combination of the metal acidulate, the metal acidulate, the surface Si-tag, the confirmation, the pore size, the pore volume, the enzyme immobilization, the temperature, the temperature and the temperature.