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熱に強いポリエチレンテレフタレート（PET）分解酵素をつくる研究

研究创造耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）降解酶

基本信息

批准号：
21K05387
负责人：
峯昇平
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

PET（ポリエチレンテレフタレート）を主とするプラスチック廃棄物は、重大な環境問題である。近年、PETを原料にまで分解できる酵素「PETase（ペターゼ）」が発見され、資源リサイクル実現可能な酵素として注目されている。しかしながら、PETaseは熱に弱く、35℃以上になると活性を失う。そこで、本研究では、50℃以上で高活性を有する耐熱性PETaseを作製することを目的とする。研究実施計画に従い、PETaseのX線結晶構造解析を行い、得られた立体構造情報から構造安定性に影響する部分を見出し、その部分のアミノ酸を改変した。具体的には、システイン残基置換によるジスルフィド結合の形成、分子内部への疎水性アミノ酸残基の導入、塩基性または酸性アミノ酸残基置換による静電相互作用の形成、さらには分子表面に突き出たループの短鎖化ならびにプロリン残基を導入を行った。その結果、PETaseの熱変性温度を約30℃向上させ、60℃でも安定な耐熱性PETaseを作り出すことに成功した。また、耐熱性PETaseのX線結晶構造解析を行い、全体構造および活性部位構造が野生型と一致することを確認した。次に市販のPET製品に対する活性を調べたところ、耐熱性PETaseは野生型に比べ、90%以上活性が向上し、かつ、50℃でもPETを分解できることがわかった。今後は他のプラスチック分解酵素と活性を比較することで本研究で開発した耐熱性PETaseの優位性を証明していく予定である。

PET is responsible for major environmental problems and major environmental problems. In recent years, it is possible for PET raw materials to decompose enzymes such as "PETase" and resources. The activity was lost when the temperature was above 35 ℃, while that of PETase was weaker than 35 ℃. The results of this study showed that the high activity above 50 ℃ and the tolerance of PETase could be used for the purpose of this study. In this paper, we studied the design method, the PETase X-ray analysis method, the stereoscopic analysis method, the stability analysis method and the partial analysis method. The formation of specific compounds, the formation of molecular complexes, the formation of molecular complexes, the introduction of acid residues in molecules, the formation of acid residues, the formation of static interaction, the formation of molecular surface, the formation of acid residues, and the formation of static interaction. The results showed that the temperature of PETase was about 30 ℃ and the temperature of stability was 60 ℃. The results showed that the temperature of PETase was stable and stable at about 30 ℃. The results of X-ray analysis of endurance and endurance PETase X-ray analysis show that the active parts of the wild type are made consistent with each other. In the second market, the activity of PET was higher than that of wild type of PETase, the activity of wild type was higher than that of wild type, and the activity was higher than that of PET at 50 ℃. In the future, the activity of proteolytic enzymes was determined. In this study, the tolerance of PETase was determined by radioimmunoassay.