バイオプロセスにより合成されるポリエステルの分子量制御法の開発

生物法合成聚酯分子量控制方法的开发

• 批准号: 12J07940
• 负责人: 百武 真奈美
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J07940/
• 关键词: 微生物合成; 環境材料; バイオポリマー; PHA重合酵素; 分子量

本研究は、バイオプロセスにより合成されるポリエステル(ポリヒドロキシアルカン酸 ; PHA)の分子量制御法の開発を目指して、申請者らが発見したPHA重合酵素が示す特異なPHA分子量変化機構を解明することを目的としている。この分子量変化は他の重合酵素においては確認されておらず、この重合酵素を利用することでPHAの分子量制御を行うことが期待できる。分子量はPHAを含む高分子材料の物性に影響するため、一律な物性を有する材料の安定な供給にはこれを制御できるようになることが望ましい。これまでの結果から、この特異な分子量変化は本酵素自身により引き起こされることが示唆されている。第2年度は、PHAの分子量変化に関与するアミノ酸残基の特定を試みた。変異型酵素を用いた実験から、特定のアミノ酸残基が本反応に関与することが示唆された。当初これらのアミノ酸を改変して分子量低下を制御できる変異型酵素の作製を考えていたが、今回特定したアミノ酸残基はPHAの重合反応にも重要な役割を担っていたため、この手法での分子量制御は困難と考えられた。一方、昨年度構築した無細胞系を利用して分子量低下を誘導する代謝生産物と分子量低下の度合の関係を調査した。その結果、代謝生産物に類似した化合物を供給することでも分子量低下が誘導されることを確認した。さらに化合物ごとに分子量低下の度合いが異なることを確認した。これは、本酵素による認識が異なるためであると考えられる。この分子量低下の度合いの変化は細胞内実験系においても確認した。これらの結果から、本重合酵素を用いて合成されるPHAの分子量は、酵素活性、代謝生産物の種類や濃度によって様々に制御可能であることが明らかになった。

In this study, バイオプロセスにより synthesized されるポリエステル(ポリヒドロキシアルカン acid; PHA) molecular weight control method is open to the public.このMolecular weight change は His の recombination enzyme に お い て は confirmation さ れ て お ら ず, こ の 重Synthetic enzymes use molecular weight control of PHA and are expected to be used. The molecular weight of PHA does not affect the physical properties of the polymer material contained in it, and the physical properties are not affected at all.する Materials の Stable supply に は こ れ を Control で き る よ う に な る こ と が 看 ま し い. The result of the enzyme is the specific molecular weight change, and the enzyme itself is the enzyme itself. In the second year, the molecular weight change of PHA and the specific test of the amino acid residue were carried out. Isotype enzymes are made of いた実験から, specific のアミノ acid residues, and がががに关 and することがうされた. At the time, the original acid これらのアミノをchanged the ししてlower molecular weight and controlled the できる変 heterozymeのproduced をukao えていたが, and this time the specific したアミThe acid residues and PHA's overlap and reaction are important and the molecular weight control method is difficult and difficult. On the one hand, we constructed a cell-free system last year and used it to investigate the relationship between the induced metabolic products and the reduced molecular weight. As a result, the metabolic products are similar and the compounds are supplied and the molecular weight is low and the molecular weight is low and the induction is confirmed. The compound of さらにごとにhas a low molecular weight and the degree of combination with the いがisoなることをconfirmation is した.これは, this enzyme による recognizes がdifferent なるためであると卡えられる. The degree of reduction in molecular weight and the degree of change in the molecular weight have been confirmed in the intracellular system.これらのRESULTS から、This coincident enzyme を is synthesized by いてされるPHA のMolecular weight は、Enzyme activity , the type and concentration of metabolites can be controlled by controlling the type and concentration of metabolites.

项目成果

バチルス属由来重合酵素における特異的なPHA分子量低下機構の解明

阐明芽孢杆菌衍生聚合酶中特定的 PHA 分子量降低机制

• 发表时间: 2012
• 作者: Akiyama Y;Kikuchi K;Saigusa D;Suzuki T;Takeuchi Y;Mishima E;Yamamoto Y;Ishida A;Sugawara D;Jinno D;Shima H;Toyohara T;Suzuki C;Souma T;Moriguchi T;Tomioka Y;Ito S;Abe T.;Yoshihisa Hirota;百武真奈美;相馬友和・山本雅之;百武真奈美;廣田 佳久;相馬友和・山本雅之;百武真奈美;Michael L. Nickerson;百武真奈美
• 通讯作者: 百武真奈美

Alcoholytic Cleavage of Polyhydroxyalkanoate Chains by Class IV Synthases Induced by Endogenous and Exogenous Ethanol

• DOI: 10.1128/aem.03576-13
• 发表时间: 2014-02-01
• 期刊: APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY
• 影响因子: 4.4
• 作者: Hyakutake, Manami;Tomizawa, Satoshi;Tsuge, Takeharu
• 通讯作者: Tsuge, Takeharu

Novel Ester Degradation Activity of Class IV Polyhydroxyalkanoate Synthase from Bacillus cereus YB-4

蜡样芽胞杆菌 YB-4 IV 类聚羟基脂肪酸合酶的新型酯降解活性

• 发表时间: 2013
• 作者: Souma T;Yamazaki S;Moriguchi T;Suzuki S;Hirano I;Pan X;Minegishi N;Abe M;Kiyomoto H;Ito S;and Yamamoto M.;百武真奈美
• 通讯作者: 百武真奈美

クラスIV重合酵素が示すPHA分子量低下とその発現因子の解明

阐明 IV 类聚合酶及其表达因子表现出的 PHA 分子量降低

• 发表时间: 2012
• 作者: Akiyama Y;Kikuchi K;Saigusa D;Suzuki T;Takeuchi Y;Mishima E;Yamamoto Y;Ishida A;Sugawara D;Jinno D;Shima H;Toyohara T;Suzuki C;Souma T;Moriguchi T;Tomioka Y;Ito S;Abe T.;Yoshihisa Hirota;百武真奈美;相馬友和・山本雅之;百武真奈美;廣田 佳久;相馬友和・山本雅之;百武真奈美
• 通讯作者: 百武真奈美

Bacillus eereus由来PHA重合酵素が示す新規エステル分解能

源自芽孢杆菌的 PHA 聚合酶显示出新型酯分解能力

• 发表时间: 2013
• 作者: Akiyama Y;Kikuchi K;Saigusa D;Suzuki T;Takeuchi Y;Mishima E;Yamamoto Y;Ishida A;Sugawara D;Jinno D;Shima H;Toyohara T;Suzuki C;Souma T;Moriguchi T;Tomioka Y;Ito S;Abe T.;Yoshihisa Hirota;百武真奈美
• 通讯作者: 百武真奈美