• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

プラスチック生分解が引き金となる難分解添加剤放出による海洋環境汚染の加速評価基盤

Research Project

Project/Area Number 21K05870
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

大田 ゆかり  群馬大学, 食健康科学教育研究センター, 講師 (40399572)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords生分解性プラスチック / 難分解性添加剤 / 加速評価 / 酵素 / 難分解添加剤 / 海洋微生物 / 添加剤 / 海洋環境汚染
Outline of Research at the Start

生分解性プラスチックには、その品質や付加価値を高めるために改質剤などが添加される場合がある。これらの添加剤の中には、生物への有害性や環境貯留性を持つ分子も存在し得る。リスクのある分子が添加された生分解性材料の大量使用が開始されれば、易分解性部が分解された後に残る難分解物質が水圏へと放出され、環境汚染につながることが懸念される。
本研究では、生分解性プラスチックと同時に使用される人為起源の化学物質の迅速な環境影響評価系を構築することをの最終目標として、生分解性プラスチックの微生物代謝変換を実験室内で再現した生分解加速モデル系の構築を通じて、海洋微生物による上記代謝への理解を深めていく。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、生分解性プラスチックと同時に使用される人為起源の難分解性化学物質に着目し、基盤材料の生分解過程で放出されるこれらの分子の検出を可能とすることを目指して、実験室内でのモデル分解系の構築を行っている。市販のプロテアーゼ、リパーゼなどを作用させることで、生分解性プラスチックの分解は可能であるが、その分解速度や酵素の安定性はまだ不十分である。
昨年度は生分解性プラスチックのうち最も使用量の多いポリエステルの分解酵素として、Bacillus属細菌の持つクチナーゼの一種、Poly(3-hydroxybutyrate) depolymeraseの発現コンストラクトを作成した。本年度は、さらに安定した分解活性を得るため、同じくクチナーゼ酵素群の1つとして、耐熱性菌Thermobifida fusca KW3(TfCut2)に由来するクチナーゼの組換え生産を試みた。本酵素はPET分解過程の一部の加水分解を触媒すると期待されている。続いて、ポリエステルに次ぐ使用量を持つ生分解性プラスチックであるポリウレタンの分解酵素として、アミダーゼファミリーに属するウレタナーゼの発現系も追加した。本酵素はウレタン汚染土壌のメタゲノムから発見されたものであり、ポリエーテル-ポリウレタンフォームの化学分解によって生じる低分子量ジカルバメートを加水分解することができる。上記により、酵素分解の対象とするプラスチック種を拡充することができた。実際の生分解性プラスチック分解とその分解物の検出については、今後の課題とした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初計画では、実際の生分解性プラスチック分解とその分解物の検出までを予定したが、本課題で当初ターゲットと想定したプラスチックに添加された化合物の情報が入手できず、分析系の構築指針を立てるのが困難であった。

Strategy for Future Research Activity

残課題である分析系の構築については、研究期間を延長して検討を進める。酵素分解のならず物理化学的分解の導入も検討し、元素分析データなどから組成構造を推定することも手掛かりになると考えている。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2024 2023

All Presentation (1 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Presentation] 海洋から単離した細菌のリグニン断片分解代謝の解析と応用展開2024

    • Author(s)
      大田ゆかり
    • Organizer
      日本農芸化学会2024年度東京大会 シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] 極限環境微生物の先端科学と社会実装最前線、第4章 材料開発と社会実装、第3節 海洋由来細菌のリグニン関連分子分 解酵素の応用展開2023

    • Author(s)
      熊川恵理、大田ゆかり
    • Total Pages
      504
    • Publisher
      (株)エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860438487
    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi