微生物によるポリ乳酸の発酵生産

微生物发酵生产聚乳酸

• 批准号: 08J03433
• 负责人: 山田 美和
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J03433/
• 关键词: ポリ乳酸; 乳酸ベースポリマー; ポリヒドロキシアルカン酸; 乳酸重合酵素; バイオプラスチック; 微生物工場

初年度に構築した乳酸(LA)ユニットとヒドロキシブタン酸(HB)ユニットからなる乳酸ポリマー、P(LA-co-HB)の生合成経路を利用して、ポリマー中のLA分率向上を目指した。嫌気条件下で菌体を培養し、乳酸の供給量を増加して、モノマーであるLA-CoAの供給量増加を促した。結果、共重合ポリマー中のLAユニット分率が飛躍的に上昇したP(47mol% LA-co-HB)を合成した。続いて、さらなるLA分率の向上を実現するために、乳酸重合酵素に変異を導入し、LA重合能力の高い乳酸重合酵素を創製することを目指した。そこで、HB-CoA重合能力をさらに向上させれば、LA-CoA重合能力の増強につながるのではと考え、これまでにHB-CoA重合能を向上させると報告されていた変異を乳酸重合酵素に導入した。結果、従来の乳酸重合酵素よりも、LA分率が向上した新規乳酸重合酵素を創製することに成功した。本重合酵素と嫌気培養を組み合わせることで、62mol%まで向上した乳酸ポリマーを合成した。さらに、見出した新規変異点におけるアミノ酸飽和変異導入を行うことで、16～45mol%と幅広い範囲でLA分率が調節されたP(LA-co-HB)を合成することができた。これらの乳酸ポリマーの熱的性質分析から、乳酸ポリマーは、これまでPLAの課題であった柔軟性を持つポリマーである可能性を示唆することができた。

Early annual に build し た lactic acid (LA) ユ ニ ッ ト と ヒ ド ロ キ シ ブ タ ン acid (HB) ユ ニ ッ ト か ら な る lactic acid ポ リ マ ー, P (LA - co - HB) の biosynthesis を 経 road use し て, ポ リ マ ー の LA points rate upward を refers し た. Under anaerobic conditions, で bacterial cells を are cultured, <s:1> the supply of lactic acid <s:1> is を increased, <s:1> て is increased, モノ である である である であるLA CoA <s:1> is を increased, which promotes た た. Results, overlapping ポ リ マ ー の in LA ユ ニ ッ ト fraction が leap に rising し た P (47 mol % LA - co - HB) を synthetic し た. 続 い て, さ ら な る LA fraction の を up be presently す る た め に, overlapping enzyme lactate に - different を import し, LA overlap ability high の い overlap enzyme lactate を created す る こ と を refers し た. そ こ で, HB - CoA overlap を さ ら に upward さ せ れ ば, LA - CoA overlap の raised strong に つ な が る の で は と え test, こ れ ま で に HB - CoA overlap を upward さ せ る と report さ れ て い た - different を overlap enzyme lactate に import し た. As a result, 従 came to <s:1> lactate coincident enzyme よ よ <s:1> and the LA fraction が increased た た the new lactate coincident enzyme を was successfully created する する とに た and た were successfully achieved. This overlap enzyme と too 気 み close the を groups わ せ る こ と で, 62 mol % ま で upward し た lactic acid ポ リ マ ー を synthetic し た. さ ら に, see し た new rules - different に お け る ア ミ ノ acid saturated - different import line を う こ と で, 16 ~ 45 mol % of と hiroo い van 囲 で LA fraction が adjust さ れ た P (LA - co - HB) を synthetic す る こ と が で き た. こ れ ら の lactic acid ポ リ マ ー の thermal analysis of the properties of か ら, lactic acid ポ リ マ ー は, こ れ ま で PLA の subject で あ っ た softness を hold つ ポ リ マ ー で あ を る possibility in stopping す る こ と が で き た.

项目成果

月刊BIOINDUSTRY「産業用酵素の応用技術と最新技術」“乳酸ポリマー生産用微生物工場を駆動するエンジニア酵素"

月刊BIOIndustry“工业酶的应用和最新技术”“驱动微生物工厂生产乳酸聚合物的工程酶”

• 发表时间: 2009
• 作者: 山田美和;田口精一
• 通讯作者: 田口精一

Biosynthesis of novel terpolymers poly(lactate-co-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)s in lactate-overproducing mutant Escherichia coli JW0885 by feeding propionate as a precursor of 3-hydroxyvalerate

• DOI: 10.1007/s00253-009-2100-y
• 发表时间: 2010-01-01
• 期刊: APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
• 影响因子: 5
• 作者: Shozui, Fumi;Matsumoto, Ken'ichiro;Taguchi, Seiichi
• 通讯作者: Taguchi, Seiichi

嫌気条件下における乳酸ベースポリエステルの微生物発酵生産

厌氧条件下微生物发酵生产乳酸基聚酯

• 发表时间: 2009
• 作者: 中井孝憲;山田美和;松本謙一郎;田口精一
• 通讯作者: 田口精一

酵素の進化工学を応用した新規バイオポリマー生産系の開発

应用酶进化工程开发新型生物聚合物生产系统

• 发表时间: 2009
• 作者: 松本謙一郎;山田美和;中井孝憲;清水康多郎;浦本周;田口精一
• 通讯作者: 田口精一

Biosynthesis of novel terpolymers Poly(lactate-co-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) in lactate-overproducing mutant Escherichia coli JW0885 by feeding propionate as a precursor of 3-hydroxyvalerate

通过饲喂丙酸作为 3-羟基戊酸的前体，在乳酸过量生产突变体大肠杆菌 JW0885 中生物合成新型三元共聚物聚（乳酸-共-3-羟基丁酸-共-3-羟基戊酸）

• 发表时间: 2010
• 期刊: Appl.Microbiol.Biotechnol. 85
• 作者: Fumi SHOZUI;Ken'ichiro MATSUMOTO;Takanori NAKAI;Miwa YAMADA;Seiichi TAGUCH
• 通讯作者: Seiichi TAGUCH