主鎖に二重結合を含む耐熱性バイオプラスチックの微生物生産

主链含双键的耐热生物塑料的微生物生产

• 批准号: 21K12316
• 负责人: 富澤 哲
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Technology, Kumamoto College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12316/
• 关键词: 生分解性; バイオマス; カーボンニュートラル; プラスチック; バイオプラスチック; 生分解性ポリマー; ポリカプロラクトン; 微生物産ポリマー

耐熱性の向上を期待して、主鎖に二重結合を含むプラスチックの発酵生産を目指している。はじめに、主鎖方向に長いモノマー（6-ヒドロキシヘキサン酸：6HHx）に対して活性を示す微生物とプラスチック合成関連の酵素を取得する。続いて、主鎖に二重結合を含む炭素源（不飽和脂肪酸）を用いて、主鎖に二重結合を含むプラスチックの発酵生産を行う計画である。本年度は3項目について取り組んだ。１．Bacillus属細菌を用いた培養とプラスチック合成遺伝子の取得について、昨年度は与える炭素源の種類について検討し、カプロラクトンを開環した6HHxの有効性を確認した。本年度は6HHx成分の向上を目指して、炭素源の濃度について検証した。一般に新規なモノマー成分は6HHxをはじめとした既存のモノマー成分より微量となるためである。しかし、培養条件による6HHx成分分率の向上はできなかった。２．メタノール資化細菌の単離について、Bacillus属細菌の他に6HHx成分を蓄積する微生物としてメタノール資化細菌の報告がある。昨年度成功した6HHxを培地に分散させる方法を用いて6HHxとメタノールを炭素源とした新規微生物の単離を試みた。単離した微生物が蓄積したプラスチックは一般的な成分である3-ヒドロキシブタン酸（3HB）のホモポリマーもしくは3HBと4-ヒドロキシブタン酸(4HB)の共重合体であった。３．不飽和脂肪酸を含む微生物の培養について、微細藻類であるオーランチオキトリウムの培養条件を検討した。グルコースを炭素源として、ドコサヘキサエン酸（DHA）をはじめとした不飽和脂肪酸の蓄積をガスクロマトグラフィーで確認できた。菌体抽出液や破砕液から得られた不飽和脂肪酸を炭素源としたプラスチック生産に活用できる。また、生産した不飽和脂肪酸を原料として、触媒反応によりベンゼンの前駆体である1,4-シクロヘキサジエンを得た。

为了提高耐热性，我们旨在生产主链中包含双键的发酵塑料。首先，我们获得了与塑性合成有关的微生物和酶，这些酶在主链中长时间对单体具有活性（6-羟基己酸：6HHX）。接下来，该公司计划使用碳源（不饱和脂肪酸）在主链中含有双键的塑料，该塑料在主链中包含双键。今年，我们研究了三个主题。 1。去年，我们研究了使用芽孢杆菌细菌给予我们的碳源的类型并获得了塑料合成基因，并确认了打开Caprolactone的6HHX的有效性。今年，我们研究了碳源的浓度，目的是改善6HHX成分。这是因为新型单体成分通常包含少量现有单体成分（例如6HHX）。但是，根据培养条件，无法改善6HHX组分的分数。 2。关于甲醇辅助细菌的分离，有报道称甲醇辅助细菌为微生物，除了芽孢杆菌属细菌外，还积累了6HHX成分。我们试图使用6HHX和甲醇作为碳源来隔离新型微生物，使用6HHX（去年成功），其中6HHX分散在培养基中。由分离的微生物累积的塑料是共同成分的均聚物，3-羟基丁酸（3HB）或3HB和4-羟基丁酸的共聚物（4HB）。 3。检查了微藻aurantiochytrium的培养条件，以培养含有不饱和脂肪酸的微生物。使用葡萄糖作为碳源，通过气相色谱证实了不饱和脂肪酸（如二十二碳六烯酸（DHA））的积累。它可用于使用从细胞提取物和碎液作为碳源的不饱和脂肪酸生产塑料。此外，使用产生的不饱和脂肪酸作为原材料，1,4-环己二烯（苯的前体）是通过催化获得的。