代謝工学的手法を用いた高性能バイオポリエステルの創製

利用代谢工程方法制造高性能生物聚酯

• 批准号: 13760232
• 负责人: 柘植 丈治
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology (2002)The Institute of Physical and Chemical Research (2001)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13760232/
• 关键词: バイオポリエステル; ポリヒドロキシアルカン酸; 代謝工学; 生分解性プラスチック; エノイルCoAヒドラターゼ; 再生可能資源; ヒドラターゼ; 基質特異性; 組成制御

本研究は、様々な組成からなるバイオポリエステルを代謝工学的手法を用いて合成し、その基礎的な高分子物性を解析することを目的として行った。これまでに知られているバイオポリエステルの物性は、硬くて脆いか、柔らかすぎるエラストマー状態のどちらかであった。我々が期待する物性は、それらの中間の物性を有し、フイルム状に成型加工が可能なものである。この目的に合う物性を発揮するポリマーとして、炭素鎖数4の3-ヒドロキシブタン酸(3HB)を主体として数モル%の炭素鎖数6〜12の3-ヒドロキシアルカン酸(3HA)を含むP(3HB-co-3HA)共重合体を本研究のターゲットとした。このポリマーを合成するために、短鎖モノマー(3HB)に活性が高い重合酵素と中鎖モノマー(3HA)の供給能力の高い酵素を組み合わせて大腸菌内で人工的なポリエステル合成経路を構築した。しかし、以前我々が取得した中鎖モノマー供給酵素では供給能力が低く、中鎖モノマー(3HA)がポリマー鎖中に取り込まれなかった。そこで、中鎖モノマー(3HA)の供給能力が高いモノマー供給酵素の取得を試み、バイオポリエステル合成細菌であるPseudomonas aeruginosaから新たに2つの中鎖モノマー供給酵素遺伝子(phaJ3とphaJ4)を得、それらの遺伝子産物のキャラクタリゼーションを行った(Int. J. Biol. Macromol.,2003)。それら2つの酵素のうちの1つは(PhaJ4)は、非常に高い中鎖モノマー供給能力を有していることが分かつた。この酵素は、今後、目的のP(3HB-co-3HA)合成のために有効に利用できると考えられる。

Of this study は, others 々 な か ら な る バ イ オ ポ リ エ ス テ ル を metabolic engineering technique を with い て synthetic し, そ の based な polymer property を parsing す る こ と を purpose と し て line っ た. こ れ ま で に know ら れ て い る バ イ オ ポ リ エ ス テ ル の は property, hard く て brittle い か, soft ら か す ぎ る エ ラ ス ト マ ー state の ど ち ら か で あ っ た. I 々 が expect す る は property, そ れ ら の の property among を し, フ イ ル に ム shape forming が may な も の で あ る. こ の purpose に close う property を 発 swing す る ポ リ マ ー と し て, carbon lock number 4 の 3 - ヒ ド ロ キ シ ブ タ ン acid (hb) 3 を subject と し て number モ ル % の carbon lock number 3-6 ~ 12 の ヒ ド ロ キ シ ア ル カ ン acid (ha) contains を む P (3 hb - co - 3 ha) weigh fit を this study の タ ー ゲ ッ ト と し た. こ の ポ リ マ ー を synthetic す る た め に, short lock モ ノ マ ー (3 hb) に high active が い overlap in the enzyme と lock モ ノ マ ー (ha) の supply capacity of high の い enzyme を み close わ せ て in coliform で artificial な ポ リ エ ス テ ル synthetic を 経 road constructing し た. し か し, past I 々 が obtain し た lock in モ ノ マ ー supply enzyme で は supply capacity in low が く, lock モ ノ マ ー (ha) が ポ リ マ ー lock in に taking り 込 ま れ な か っ た. そ こ で, lock in モ ノ マ ー (ha) の supply ability が high い モ ノ マ ー の supply enzyme obtained を み, バ イ オ ポ リ エ ス テ ル synthetic bacteria で あ る Pseudomonas Aeruginosa か ら new た に 2 つ の lock in モ ノ マ ー supply enzyme heritage 伝 child (phaJ3 と phaJ4) を, そ れ ら の heritage 伝 zi chan content の キ ャ ラ ク タ リ ゼ ー シ ョ ン を line っ た (Int. J. Biol. Macromol., 2003). そ れ ら 2 つ の enzyme の う ち の 1 つ は は (PhaJ4), very high に い lock モ ノ マ ー supply capacity を し て い る こ と が points か つ た. The <s:1> enzyme で, in the future, aims at the synthesis of <s:1> P(3HB-co-3HA) ために ために is effective in に utilization で ると ると to investigate えられる.

项目成果

Takeharu Tsuge: "Molecular characterization and properties of (R)-specific enoyl-CoA hydratases from Pseudomonas aeruginosa : metabolic tools for synthesis of polyhydroxyalkanoates via fatty acid β-oxidation"Int.J.Biol.Macromol.. 31. 195-205 (2003)

Takeharu Tsuge：“铜绿假单胞菌 (R) 特异性烯酰辅酶 A 水合酶的分子特征和特性：通过脂肪酸 β-氧化合成聚羟基脂肪酸酯的代谢工具”Int.J.Biol.Macromol.. 31. 195-205（ 2003）