反応性末端を有するバイオポリエステルの微生物合成と構造制御による高性能化

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K16147
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 百武 真奈美 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 訪問研究員 (90733957)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ポリヒドロキシアルカン酸 / PHA重合酵素

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではグラム陽性細菌であるBacillus cereus YB-4由来重合酵素(PhaRC)が示す加アルコール分解能に着目し研究を行っている。PhaRCを発現させた遺伝子組換え大腸菌株をアルコール存在下にて培養すると、合成したPHAをPhaRCが加アルコール分解し、カルボキシ末端にアルコールが付与されたPHAが生産される。片末端に官能基を有する一部のアルコールを用いた場合には、分子鎖末端に官能基を有したPHAが得られる。
今年度は、分子鎖末端に付与した官能基の反応性について調査するべく、これまでに作成したサンプルの分析を行った。このサンプルはカルボキシ末端にチオール基を有するPHAに、チオール基標識試薬である4-ジメチルアミノフェニルアゾフェニル-4'-マレイミド(DABMI)を反応させたものである。これをクロロホルムを溶離液としてHPLCにて分析した結果、PHAの分子量分布は二峰性を示し、低分子量側にDABMI由来の吸収が確認された。ここから、低分子量側のPHAはDABMIと反応性を有することが分かった。一方、高分子量側で吸収が確認されなかったのは、こちらのPHAは末端チオール基をほとんど有さないことが大きな原因であると考えられる。本研究ではPhaRCによる加アルコール分解により末端官能基を導入しているため、高分子量側のPHAはほとんど分解が起きておらず官能基が導入されていないと考えられる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は6月から翌年1月まで研究を一時中断させて頂いた。
DABMIがPHA鎖に結合していたことから、重合酵素による加アルコール分解を用いて付与した末端チオール基が反応性を示すことを明らかにした。一方、高分子量側のPHAには色素の結合は確認できなかった。高分子量側のPHAは殆ど分解されていないため、それに伴う末端基の付与もなされなかったことに由来すると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

末端チオール基を有するPHAを分子量ごとに分画し、低分子量側の末端官能基を有するPHAを用いて反応を実施する。分子量ごとの分画は、クロロホルムとヘキサンの混合液を用いて実施する予定である。得られた末端修飾PHAを他分子と反応させ、構造制御されたPHA作成と評価を行う。

Causes of Carryover

本年度は6月から翌年1月まで中断一時中断させて頂いたため、次年度使用額が生じた。引き続き当初の計画通り使用する予定である。