人工代謝系構築による微生物ポリエステルの生合成法開発と材料物性評価

点击翻译按钮获取中文摘要

微生物が合成するポリヒドロキシアルカン酸（PHA）は、海中でも分解される生分解性プラスチックとして、その利用に注目が集まっている。微生物が合成するPHAのうち、3-ヒドロキシ-2-メチルブタン酸（3H2MB）を含むポリマーは、融点が高く、結晶化挙動に優れた高性能な生分解性プラスチックとして使用できる。しかし、このポリマーは僅かな量しか合成できないため、本研究では3H2MBを含むポリマーを高収量で生産する方法を確立することを目的とする。昨年度は、α炭素メチル化モノマーである3H2MBの重合能力の高い重合酵素を探索した。データーベース検索から候補となる酵素を探索し、それらを人工合成することで宿主株の中で発現させ、その能力を検証した。その結果、3H2MBの重合活性が既存のものより高い酵素の取得に成功し、3H2MBを含むポリマーの収量を改善することができた。また、これらの重合酵素は、3H2MB以外のα炭素メチル化モノマーについても重合活性を有することを確認した。他方、α炭素メチル化モノマーでβ位にプロピル基側鎖を有する3-ヒドロキシ-2-メチルバレリン酸（3H2MV）についても、αメチル化が熱物性に与える効果について検証した。3-ヒドロキシブタン酸（3HB）と3H2MVからなる共重合体P(3HB-co-3H2MV)を合成し、その熱物性について解析した結果、3H2MVを含むポリマーにおいても高融点および易結晶化の傾向が観察された。これによりα炭素メチル化の効果は、側鎖がかさ高い3H2MVにも共通であることを確認した。