環境調和型の高性能バイオプラスチックを合成する水素細菌の分子育種

氢细菌分子育种合成环保高性能生物塑料

• 批准号: 22K12449
• 负责人: 松崎 弘美
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Prefectural University of Kumamoto
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12449/
• 关键词: 生分解性プラスチック; バイオプラスチック; 水素細菌; 乳酸; 二酸化炭素; ポリヒドロキシアルカン酸

高性能バイオプラスチックを合成する水素細菌の分子育種を行うことが本研究の目的である。水素細菌Cupriavidus necatorは糖や脂質のみならずCO2を炭素源として増殖することができるため、CO2から生分解性の高性能バイオプラスチックを生合成することは地球環境汚染を防ぐのみならず、地球温暖化防止にも貢献する。C. necatorはポリヒドロキシアルカン酸（PHA）のポリ-3-ヒドロキシブタン酸 [P(3HB)] を合成する。P(3HB)は不透明かつ硬くて脆い高分子材料であるため、実用的ではない。そこで、透明性と柔軟性を付与するため、乳酸（LA）と3HBユニットの共重合体P(LA-co-3HB)の生合成を行った。野生株のH16株の短鎖長特異的PHA重合酵素遺伝子phbC破壊株やphbCをD-乳酸（D-LA）ユニットをポリマー鎖に取り込むことができるPseudomonas sp. 61-3由来のPHA重合酵素改変体遺伝子phaC1(STQK)で置換した株を宿主に用いて、D-乳酸脱水素酵素（LdhD）、プロピオニルCoA転移酵素（Pct）、そして、PhaC1(STQK)の遺伝子を導入した組換え株を作製した。組換え株をフルクトースやグルコン酸を炭素源として培養した結果、P(LA-co-3HB)を合成した。しかし、LA分率は5 mol%以下であり、透明性を有するためにはLA分率を20から30 mol%まで高める必要がある。そこで、グルコースを資化できるNCIMB 11599株を用いて、3HB-CoA供給量を低下させた遺伝子破壊株を作製した。この株を宿主にして組換え株を作製したところ、グルコースを炭素源として25 mol%のLA分率からなるP(LA-co-3HB)を20 wt%合成した。

The purpose of this study is to study the molecular breeding of water-soluble bacteria. Cupriavidus necator, carbohydrate, lipid, carbon sources, carbon sources, biodegradability, biodegradability, biodegra C. Necator acid [P (3HB)] synthetic acid [P (3HB)] was synthesized by the addition of sulfonic acid (PHA). P (3HB) opaque, brittle, brittle, hard, brittle, brittle, brittle, The coconjugate P (LA-co-3HB) was synthesized by the coconjugate P (LA-co-3HB), which was co-synthesized with LA, LA, LA-co-3HB, transparency and flexibility. The wild strain H16 was isolated from the PHA homozygous enzyme fragment phbC broken by phbCellulose D-lactic acid (D-LA)-lactic acid (Lactic acid). 61-3 the PHA coenzyme mutant phaC1 (STQK) was inserted into the host cell of the mutant strain, and the host plant was inserted into the host cell of the mutant strain using yeast, D-lactic acid dehydrase (LdhD), CoA transferase (Pct), isozyme, and PhaC1 (STQK) spores. The results of carbon source culture and P (LA-co-3HB) synthesis were analyzed. The LA score is less than 5 mol%, and the transparency is higher than the LA score of 20%, 30 mol%, and necessary. The consumption of NCIMB 11599 plants and the supply of 3HB-CoA are low, and the broken trees are used as spores. The host and host plants of this strain were tested for carbon source, carbon source, 25 mol%, LA fraction, P (LA-co-3HB), 20 wt% synthesis.

项目成果

組換えCupriavidus necatorによる乳酸ベースバイオプラスチックの生合成

重组Cupriavidus necator生物合成乳酸基生物塑料

• 发表时间: 2022
• 作者: 板倉真優;岡本沙樹;河原あい;田中賢二;田口精一;松崎弘美
• 通讯作者: 松崎弘美