環境調和型バイオポリエステルの生合成におけるポリエステル顆粒形成機構の解明

阐明环境友好型生物聚酯生物合成中聚酯颗粒形成机制

• 批准号: 14780448
• 负责人: 松崎 弘美
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Prefectural University of Kumamoto
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780448/
• 关键词: 生分解性プラスチック; ポリヒドロキシアルカン酸; PHA; 共重合ポリエステル; Pseudomonas; phasin

微生物が合成するポリヒドロキシアルカン酸(PHA)は、生分解性プラスチックであるため、環境に負荷を与えない環境調和型バイオポリエステルとして注目される。Pseudomonas sp.61-3は、炭素数4の(R)-3-ヒドロキシブタン酸(3HB)をモノマー単位とするP(3HB)ホモポリマーと炭素数4.12の(R)-3-ヒドロキシアルカン酸(3HA)をモノマー単位とするランダム共重合ポリエステル、P(3HB-co-3HA)、の2種類のPHAを同一菌体内に蓄積する。これは、基質特異性の異なる2種類のPHA重合酵素を有しているためであり、合成されたPHA顆粒には、特異的に結合するタンパク質(GAP ; Granule-associated protein)がそれぞれ存在する(P(3HB)に特異的なGA24、P(3HB-co-3HA)に特異的なGA18およびGA36)。しかしながら、GAPがどのような機能で局在しているかは明確ではない。そこで、Pseudomonas sp.61-3の種々の遺伝子組換え株を作製し、3HB(C4)と3HA(C6-C12)のモノマー組成比が異なる様々な共重合ポリエステルを合成させた。次いで、菌体破砕物からPHA顆粒をそれぞれ単離し、GAPのSDS-PAGE分析とPHAのモノマー組成分析を行った。その結果、GA24は3HB分率が87mol%以上のポリエステルに結合し、GA18およびGA36は少なくとも3HA分率が13mol%以上のポリエステルに結合することが明らかとなった。さらには、基質特異性の異なるPHA重合酵素の遺伝子欠損変異株を用いた実験から、GAPはPHA重合酵素と相互作用するのではなくポリエステルのモノマー鎖をそれぞれ認識していると考えられた。また、相同性検索の結果から、GA18およびGA36はGAPとしてPHAの菌体内における安定性に寄与するのみならず、PHA重合酵素遺伝子の転写を負に制御していると考えられる。GA24遺伝子については現在クローニング中であり、その分子解析を行うことにより、PHA生合成機構を明らかにする。また、P(3HB)の合成に必須な転写アクチベーターPhbRを見出した。

Microbial synthetic PHA, biodegradable PHA The environmentally friendly and environmentally friendly environmentally friendly environmentally friendly environmentally friendly products are the focus of attention. Pseudomonas sp.61-3は, carbon number 4の(R)-3-ヒドロキシブタン acid (3HB)をモノマー単とするP(3HB)ホモポリマーとcarbon number 4.12の(R)-3-ヒドロキシアルカン acid (3HA)をモノマー単とするランダム total overlap ポリエステル, P(3HB-co-3HA), and のPHA are both accumulated in the same bacteria.これは, matrix-specific のisoなる2 types of PHA superposition enzyme を有しているためであり, synthetic されたPHA granule には, specific に-binding quality (GAP; Granule-associated protein) exists in P(3HB)-specific NAGA24, P(3HB-co-3HA)-specific NAGA18 and NAGA36.しかしながら、GAPがどのようなfunctionality is clear and clear.そこで、Pseudomonas sp.61-3のkind々の缝子assembled by the plantをproducedし、3HB(C4)と3HA(C 6-C12) The composition ratio of のモノマーがdifferent なる様々な total overlap ポリエステルを synthesized させた. Second, bacterial cell fragments, PHA granules, GAP SDS-PAGE analysis, and PHA composition analysis.その results, GA24は3HB fraction is 87mol% or more, のポリエステルにcombination, GA18およびGA 36は小なくとも3HA content is more than 13mol% and is combined with することが明らかとなった.さらには, matrix-specific のisoなるPHA coincident enzyme の伝子无礉isostrain を用いた験から, GAP はPHA Coincidence enzyme and interaction するのではなくポリエステルのモノマーlock をそれぞれKnow していると考えられた.また、The result of the sameness test から、GA18およびGA36はGAPとしてPHAのBacterial body におけるThe stability of the enzyme and the PHA overlap enzyme is the same as the negative control of the enzyme. GA24's legacy については is now in クローニング中であり, そのmolecule analysis を行うことにより, PHA production and synthesis mechanism を明らかにする.また, P(3HB)'s synthesis must be written as アクチベーターPhbRを见出した.

项目成果

Taguchi, S, Matsusaki H, Matsumoto K, Takase K, Taguchi K, Doi Y: "Biosynthesis of biodegradable polyesters from renewable carbon sources by recombinant bacteria"Polymer International. 51巻10号. 899-906 (2002)

Taguchi, S, Matsusaki H, Matsumoto K, Taguchi K, Doi Y：“通过 R 重组细菌从可再生 CARCES 生物合成可生物降解聚酯”《聚合物国际》卷 51 10. 899-906 (2002)

Matsumoto K, Matsusaki H, Taguchi K, Seki M, Doi Y: "Isolation and characterization of polyhydroxyalkanoates inclusions and their associated proteins in Pseudomonas sp. 61-3"Biomacromolecules. 3巻4号. 787-792 (2002)

Matsumoto K、Matsusaki H、Taguchi K、Seki M、Doi Y：“假单胞菌 61-3 中聚羟基脂肪酸酯内含物及其相关蛋白的分离和表征”《生物大分子》第 3 卷，第 4 期，787-792（2002 年）。