2008 Fiscal Year Annual Research Report
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08J03433
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山田 美和 Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Keywords | バイオプラスチック / ポリ乳酸 / ポリヒドロキシアルカン酸 / 微生物工場 / 乳酸重合酵素 |
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| Research Abstract |
本年度の研究では、乳酸(LA)ユニットとヒドロキシブタン酸(HB)ユニットからなるP(LA-co-3HB)共重合ポリマーの大腸菌における生合成を成し遂げた。本ポリマーの微生物合成は、世界初であり、学術的な意義の他に、新聞やウェブ上の日経バイオニュースで紹介され、社会的にもPLAの微生物合成へのポテンシャルを示している成果として注目を集めた。具体的には、乳酸ユニットの前駆体であるラクチル(LA)CoAを重合できるLA重合酵素を選定するために、モノマーであるLA-CoAとHB-CoAを供給したインビトロ実験系において、様々な精製重合酵素によるポリマーの合成試験を行い、世界で初めてLA重合酵素を発見することができた。見出されたLA重合酵素遺伝子と、LA-CoA供給酵素およびHB-CoA供給酵素遺伝子を組み換え大腸菌で共発現し、ポリマーを合成したところ、NMR分析により合成されたポリマーが6mol%のLAユニットが導入されたP(LA-co-HB)であることを明らかにした。さらに、嫌気条件で組み換え大腸菌を培養することにより、乳酸の合成量を増やして、LA-CoAの供給量増加を促し、ポリマー中のLAユニット分率を47mol%にまで上昇させることができた。これら合成された様々なLAユニット分率を持つポリマーの熱的性質を測定したところ、LAユニットが導入されたことにより、これまでの微生物が合成するバイオプラスチックでは見られなかった新規の熱的性質を持つポリマーを微生物合成することができた。本研究成果によって、バイオプロセスで合成可能なバイオプラスチックの構造的および物性の多様性を広げることができ、その応用範囲の拡大に貢献することができた。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] A microbial factory for lactate (LA)-based polyesters using an LA-polymerizing enzyme2008
Author(s)
S. Taguchi, M. Yamada, K. Matsumoto, K. Tajima, Y. Satoh, M. Munekata, K. Ohno, K. Kohda, T. Shimamura, H. Kambe, S. Obata
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Journal Title
Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America 105
Pages: 17323-17327
Peer Reviewed
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[Presentation] 乳酸ベースホリエステルの微生物発酵生産2009
Author(s)
山田美和, 松本謙一郎, 佐藤康治, 棟方正信, 幸田勝典, 島村隆, 神戸浩美, 小畑充生, 田口精一
Organizer
日本農芸化学会 2009年度大会
Place of Presentation
福岡国際会議場、マリンメッセ福岡、福岡
Year and Date
2009-03-29
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