人工代謝系構築による微生物ポリエステルの生合成法開発と材料物性評価
| Project/Area Number |
21H03640
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 64030:Environmental materials and recycle technology-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柘植 丈治 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (70332260)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
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| Keywords | 生分解性プラスチック / ポリヒドロキシアルカン酸 / バイオポリエステル |
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| Outline of Research at the Start |
微生物が合成するバイオポリエステルのうち、3-ヒドロキシ-2-メチルブタン酸（3H2MB）を含むポリマーは、高性能な生分解性プラスチックとして使用できる。しかし、このポリマーは僅かな量しか合成できないため、本研究では3H2MBを含むポリマーを高収量で生産する方法を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
微生物が合成するポリヒドロキシアルカン酸（PHA）は、海中でも分解される生分解性プラスチックとして、その利用に注目が集まっている。微生物が合成するPHAのうち、3-ヒドロキシ-2-メチルブタン酸（3H2MB）を含むポリマーは、融点が高く、結晶化挙動に優れた高性能な生分解性プラスチックとして使用することができる。しかし、このポリマーは僅かな量しか合成できないため、本研究では3H2MB等のα位がメチル化されたモノマーを含むPHAを高収量で生産する方法を確立することを目的とする。
2023年度は、αメチル化モノマー供給系で機能することが想定されるケトチオラーゼAcat3について調査を行った。Acat3はアセチルCoAとプロピオニルCoAを縮合して、3H2MBの前駆体を合成することができる。Acat3を発現させた遺伝子組換え大腸菌を作成し、プロピオン酸とグルコースを炭素源して培養を行ったところ、3H2MBよりも、プロピオン酸同士が縮合して生成する3-ヒドロキシ-2-メチルバレリン酸（3H2MV）が優先的に合成されることが判明した。3H2MVはα位炭素のキラリティーにより光学異性体が存在するが、R-ヒドラターゼを追加で発現させた株では、2R体が優勢になることが明らかとなった。前年度に、前駆体を用いて合成した3H2MV共重合体についてもαメチル化が熱物性に与える効果について検証したが、今年度、安価な原料であるプロピオン酸とグルコースから合成した3H2MV共重合体においても、易結晶化の傾向が観察された。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
