Development of highly enzymatic activity capsules immobilized microbial arsenic methyltransferase

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毒性の高い無機ヒ素はメチル化しメチル化有機ヒ素に変換することで無毒化できる。しかし、無機ヒ素のメチル化効率の低さとコストの高さから実用化には至っていない。申請者は微生物の機能を利用して無機ヒ素をメチル化することで、それらの問題が解決できると考えた。これまでに無機ヒ素をメチル化できるヒ素メチル化細菌のヒ素メチル基転移酵素（arsM）を直接で使うことで、メチル化有機ヒ素への変換効率の向上を図ってきた。そこで本研究は、直接酵素を使う方法で問題であった酵素の耐久性を向上させるために、arsMを内包した高メチル化活性カプセルの開発を目的として実施するものである。今回検討している酵素を内包した多孔質カプセルは、酵素溶液を内水相としてW/O/Wエマルションを調製し、有機相に含まれるモノマーを重合させてカプセル化するものである。酵素の失活を抑えるために、モノマーの重合ではLEDライトによる光重合で行う。さらに、カプセルからの酵素の漏れを少なくするために、カプセルの表面をナイロン膜で覆うように設計されている。これまでの研究では、添加したarsMの50％程度の活性しか示さなかった。そこで、arsMの代わりに市販のα-グルコシダーゼを使ってカプセルの調製方法を検討することで、カプセルの調製方法の確立を目指して実験を実施した。これまでにカプセルの調製方法の最適化を行った結果、W/OエマルションおよびW/O/Wエマルションを再現性良く調製することができるようになった。令和4年度では、さらに新規なヒ素メチル化活性を有する微生物の探索も行い、新たに宮崎県内の土壌からヒ素メチル化細菌を分離し、ヒ素に対する特性を明らかにした。その結果、今回分離した菌株の酵素溶液を使うことで、これまでのヒ素メチル化細菌の酵素溶液を使った場合より、さらにヒ素の毒性を下げることができると期待されるものであった。