Creation of biocatalyst capable of biosynthesizing lactate-based polymers with highly regulated chirality

创造能够生物合成具有高度调控手性的乳酸酯基聚合物的生物催化剂

• 批准号: 22651032
• 负责人: TAGUCHI Seiichi
• 金额: $ 2.28万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22651032/
• 关键词: 生分解性プラスチック; 進化工学; ポリヒドロキシアルカン酸; キラリティー; 光学純度; 乳酸ポリマー; 重合酵素; モノマー供給系酵素; キラルポリマー; 立体化学制御; 酵素進化工学; キラルモノマー; 微生物重合; 基質特異性; 進化分子工学; ポリマー物性

Currently microbial production system for lactate(LA) polymers with high performances has been developed. A break-through of this system was a discovery of "LA-Polymerizing Enzyme(LPE)". LPE was created through the study on the engineering of microbial polymer PHA synthase. LA-based polymer was synthesized by highly enatiomeric monomers including R-LA in an one-pot manner in Escherichia coli by introduction of the LPE gene from glucose. I tried to establish the system for synthesis of the polymer incorporating S-LA monomer based on the evolutionary engineering of CoA-transferase and LPE. As a resiult, LA fraction in the polymer has been enriched up to 47% from 6% by combination of metabolic and enzyme engineering. Furthermore, LA-based polymers exhibited distinguishable properties from the counterpart homopolymers, PLA and PHB.

目前已开发出高性能乳酸聚合物的微生物生产系统。“LA-聚合酶（LPE）"的发现是这一体系的突破。LPE是通过对微生物多聚体PHA合成酶工程的研究而产生的。通过将葡萄糖LPE基因导入大肠杆菌中，以一锅法合成了包括R-LA在内的高对映异构体的LA基聚合物。本论文尝试建立了基于CoA-转移酶和LPE进化工程的含S-LA单体的聚合物合成体系。结果表明，通过代谢工程和酶工程的结合，聚合物中的LA组分从6%富集到47%。此外，基于LA的聚合物表现出与对应物均聚物PLA和PHB不同的特性。

项目成果

Production of lactate-based polyesters from xylose in Escherichia coli

大肠杆菌中木糖生产乳酸酯聚酯

• 发表时间: 2011
• 作者: JM Nduko;K. Matsumoto;T. Ooi;S. Taguchi
• 通讯作者: S. Taguchi

合成生物工学の隆起―有用物質の新たな生産法構築をめざして―

合成生物技术的兴起：旨在建立有用物质的新生产方法

• 发表时间: 2012
• 作者: W. Natesuntorn;Y. Matsubara;T. Hayashi;M. Sugiyama;Y. Kaneko;S. Harashima;原島 俊;原島 俊;原島 俊・Yeon-Hee Kim・西沢正文;原島 俊・西沢正文
• 通讯作者: 原島 俊・西沢正文

Direct conversion of glucose into lactate-based polyesters using engineered Corynebacterium glutamicum as a whole cell catalyst

使用工程谷氨酸棒杆菌作为全细胞催化剂将葡萄糖直接转化为乳酸酯基聚酯

• 发表时间: 2012
• 作者: Y.Song;K.Matsumoto;M.Yamada;A.Gohda;C.J.Brigham;A.J.Sinskey;S.Taguch
• 通讯作者: S.Taguch

Poly(lactate-co-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)の生合成および物性評価

聚(乳酸酯-co-3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)的生物合成及物理性质评价

• 发表时间: 2011
• 作者: 渡辺剛志;本橋廉;松本謙一郎;田口精一
• 通讯作者: 田口精一

植物由来ポリマー・複合材料の開発

植物基聚合物和复合材料的开发

• 发表时间: 2011
• 作者: 越智杏奈;渡辺剛志;田口精一
• 通讯作者: 田口精一