長主鎖モノマーユニットを有する新規ポリヒドロキシアルカン酸の微生物生産

具有长主链单体单元的新型聚羟基烷酸的微生物生产

• 批准号: 23760757
• 负责人: 山田 美和
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23760757/
• 关键词: ポリヒドロキシアルカン酸; バイオプラスチック; 微生物発酵生産; バイオプロセス; バイオ生産プロセス

本研究では、優れた生体適合性を有する微生物由来のバイオプラスチック、ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)の生体医療材料としての応用に注目している。これまでの報告から、主鎖の炭素数が長い(長主鎖)モノマーユニットを持つPHAは、酵素分解性が向上し、生体適合性が向上することが期待できるが、微生物合成された例は限られていた。そこで、今年度は、PHA生産菌Ralstonia eutrophaをプラットフォームとした長主鎖モノマー含有PHA合成系の構築を行った。R.eutropha H16株をSodium 5-hydraxyvarelateおよびω-pentadecalactone(ω-PDL)を炭素源としてポリマー蓄積を行った結果、poly[(R)-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxypropionate-co-5-hydroxyvalerate][P(3HB-co-3HP-co-5HV)]が合成された。本結果から、R.eutrophaが、5HVNa、ω-PDLからモノマーである5-hydroxyvaleryl-coenzyme A(5HV-CoA)を供給可能な代謝経路を保持しているということが示された。また、細胞内でモノマーを重合する役割を持つPHA重合酵素の基質特異性は、5HV含率を向上させるために重要である。そこで、基質特異性の異なるPHA重合酵素の中から最も5HV含率の高いPHAを合成可能なPHA重合酵素を選定した。本条件において炭素源の添加濃度を調節し、5HV分率が、5から32mol%まで変化したPHAを合成することに成功した。得られた名組成のP(3HB-co-3HP-co-5HV)の熱的性質を測定した結果、結晶性が低いポリマーであることが示唆された。酵素分解実験の結果、poly(3-hydroxybutyrate)[P(3HB)]、poly(3-hydroxypropionate)[P(3HP)]はlipaseによって分解されなかったのに対し、P(3HB-co-3HP-co-5HV)およびP(5HV)まlipase分解性を示した。本結果は、予想した通り、5HVユニットがlipase分解性に貢献していることを示唆している。細胞毒性試験の結果、本研究で合成されたP(3HB-co-3HP-co-5HV)は、生体適合性の高いP(3HB)と同等の組胞生存率を示した。以上より、lipase分解性および高い生体適合性を有する新規構造のPHAを合成できたといえる。

This study で は, superior れ た living body fit を have す る microbial origin の バ イ オ プ ラ ス チ ッ ク, ポ リ ヒ ド ロ キ シ ア ル カ ン acid (PHA) の raw body medical materials と し て の 応 with に attention し て い る. こ れ ま で の report か ら, main lock の carbon number が い long (long) モ ノ マ ー ユ ニ ッ ト を hold つ PHA は, enzyme decomposition が し upward, living body fit が upward す る こ と が expect で き る が, microbial synthesis さ れ た example は limit ら れ て い た. そ こ で, our は, PHA production bacteria Ralstonia eutropha を プ ラ ッ ト フ ォ ー ム と し た long master lock モ ノ マ ー containing PHA GeChengXi の line build を っ た. R. utropha H16 strain をSodium 5-hydraxyvarelateおよびω-pentadecalactone(ω -pdl)を carbon source と った てポリ <s:1> accumulation を row った result, poly[(R)-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxypropionate-co-5- hydroxyvalerate][P(3HB-co-3HP-co-5HV)]が synthesizes された. This result か ら, R.e utropha が, 5 hvna, omega - PDL か ら モ ノ マ ー で あ る 5 - hydroxyvaleryl - coenzyme A (5 hv - CoA) を supply will remain し な metabolic 経 road を て い る と い う こ と が shown さ れ た. ま た, intracellular で モ ノ マ ー を overlap す cut を る service hold つ の PHA overlap enzyme substrate specificity は を upward, 5 hv holdup さ せ る た め に important で あ る. そ こ で, substrate specificity の different な る PHA overlap in the enzyme の か ら most も の high 5 hv holdup い PHA を synthesis may な PHA overlap enzyme を selected し た. These conditions に お い て concentration of carbon source added の を regulating し, 5 が hv points rate, 5 か ら 32 mol % ま で variations change し た PHA を synthetic す る こ と に successful し た. Have ら れ た name の P (3 hb - co - 3 HP - co - 5 hv) を の hot properties し た results, low crystalline が い ポ リ マ ー で あ る こ と が in stopping さ れ た. Enzyme decomposition be 験 の results, poly real (3 hydroxybutyrate) [P (3 hb)], poly real (3 - hydroxypropionate) [P (HP) 3] は lipase に よ っ て decomposition さ れ な か っ た の に し seaborne, P (3 hb - co - 3 HP - co - 5 hv) お Youdaoplaceholder0 P(5HV)まlipase decomposability を shows た. The results of this study, such as た, are associated with た and 5HVユニットがlipase decomposition に, contribute to とを て る る とを とを and とを, and suggest that て て る る る る る. Cytotoxicity test の results, this study で synthetic さ れ た P (3 hb - co - 3 HP - co - 5 hv) は, high birth body fit の い P (3 hb) と equal の を group cell survival in し た. The above よ よ, lipase decomposability および, high <s:1> biosuitability を, する new regulations for constructing <s:1> PHAを synthesis で たと たと える える.

项目成果

新規海洋微生物及びポリヒドロキシアルカノエートの製造方法

新型海洋微生物及其生产聚羟基脂肪酸酯的方法

• 发表时间: 2011

バイオプラスチック生産を目指した微生物工場の開発

开发旨在生产生物塑料的微生物工厂

• 发表时间: 2011
• 作者: Kenji Nomura;Toshio Kamiya;Hideo Hosono;山田美和
• 通讯作者: 山田美和

長主鎖モノマーユニットを有するポリヒドロキシアルカン酸の微生物合成

长主链单体单元聚羟基脂肪酸的微生物合成

• 发表时间: 2011
• 作者: Kenji Nomura;Toshio Kamiya;Hideo Hosono;山田美和;山田美和
• 通讯作者: 山田美和