重合酵素が示す特異な触媒能を利用した構造制御型バイオポリエステル生産法の開発

ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)は、バイオマスを原料に微生物細胞内で合成、蓄積されるバイオポリエステルである。その重合過程を担う重合酵素は由来する微生物によって特性が異なり、中でもBacillus cereus由来の重合酵素PhaRCはPHA重合活性のみならず加アルコール分解活性も有する珍しい酵素である。本研究ではこれまで、この活性に関与するアミノ酸部位の特定を試みてきた。昨年度までにPHA分子量に基づいたスクリーニング系を構築し、PHAを高分子量化する変異について解析を行った。本年度は4月から9月まで研究を実施し、加アルコール分解能が向上したと推測される変異体について解析を行った。変異体では野生型酵素に比べ合成するPHAの分子量が低下していることを確認したが、PHA分子量には加アルコール分解能のほか、PHA合成時の連鎖移動反応やモノマー供給など様々な因子が影響することが報告されている。したがってPHA合成と加アルコール分解を切り離して解析するため、PHA合成後の菌体を加アルコール分解能の発現が可能な条件下に植え継ぐ培養方法を実施した。PHA合成条件にて宿主微生物により生産されることが報告されているエタノールを用いて実験を行ったところ、変異型酵素発現株では野生型酵素の場合に比べ加アルコール分解能が向上していることがわかった。ウェスタンブロット解析の結果、変異の有無による酵素発現量の明確な変化は確認されなかったことから、変異によって酵素あたりの活性が向上したことが示唆された。

ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)は、バイオマスを原料に微生物細胞内で合成、蓄積されるバイオポリエステルである。その重合過程を担う重合酵素は由来する微生物によって特性が異なり、中でもBacillus cereus由来の重合酵素PhaRCはPHA重合活性のみならず加アルコール分解活性も有する珍しい酵素である。本研究ではこれまで、この活性に関与するアミノ酸部位の特定を試みてきた。昨年度までにPHA分子量に基づいたスクリーニング系を構築し、PHAを高分子量化する変異について解析を行った。本年度は4月から9月まで研究を実施し、加アルコール分解能が向上したと推測される変異体について解析を行った。変異体では野生型酵素に比べ合成するPHAの分子量が低下していることを確認したが、PHA分子量には加アルコール分解能のほか、PHA合成時の連鎖移動反応やモノマー供給など様々な因子が影響することが報告されている。したがってPHA合成と加アルコール分解を切り離して解析するため、PHA合成後の菌体を加アルコール分解能の発現が可能な条件下に植え継ぐ培養方法を実施した。PHA合成条件にて宿主微生物により生産されることが報告されているエタノールを用いて実験を行ったところ、変異型酵素発現株では野生型酵素の場合に比べ加アルコール分解能が向上していることがわかった。ウェスタンブロット解析の結果、変異の有無による酵素発現量の明確な変化は確認されなかったことから、変異によって酵素あたりの活性が向上したことが示唆された。