未知・未培養ポリエチレンテレフタレート分解微生物の探索とその酵素の獲得

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本研究は，ポリエチレンテレフタレート（PET）分解微生物・酵素を探索する方法を確立すること，またその方法を利用して未知・未培養微生物由来の新規PET分解酵素を取得，PETのリサイクルに即した酵素へと進化させることを目指している．令和4年度は，以下の項目に取り組んだ．(1)要素技術の確立PETを粉体化すれば，比表面積が増大し，酵素による分解が迅速に進行するため，PET分解微生物・酵素の探索が容易になると考えた．その原理実証を，好熱性放線菌Saccharomonospora viridis由来PET分解酵素（Cut190）を用いて行った．その結果，粉体化PETは同重量のPETフィルムに比べ，2倍以上分解された．また，ボトルやパッケージなどの使用済みPET製品も，粉体化することで分解性が向上することが分かった．この成果は，AMB Express誌に掲載された．また，酵素の分子進化に資する要素技術を確立し，Biochemical Engineering Journal誌に発表した．(2) 堆肥メタゲノムからのPET分解酵素遺伝子の探索高いPET分解能を示す酵素の多くは，堆肥由来の好熱性放線菌のクチナーゼである．そこで，高温発酵堆肥より抽出したメタゲノムを鋳型にし，好熱性放線菌のクチナーゼ遺伝子に対するユニバーサルプライマーを用いてPCRを行った．得られた増幅産物をクローニングし，32種類の候補遺伝子を得た．いずれの遺伝子産物も，好熱性放線菌（Thermobifida属細菌，Actinomadura属細菌，Thermoanaerobacterales目細菌）のクチナーゼ，エステラーゼなどと高い相同性を示した．各遺伝子を大腸菌で組換え発現させ，26種類のタンパク質を可溶性画分に発現させることに成功した．