2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of bio-degradative composite resin containing alpha-1,3-glucan and enzyme for its recycling
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19K05803
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
若山 守 立命館大学, 生命科学部, 教授 (70240455)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日び 隆雄 福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (00285181)
武田 陽一 立命館大学, 生命科学部, 教授 (20423973)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | α-1,3-グルカン / α-1,3-グルカナーゼ / 生分解性樹脂 / 機能性 / X-線結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、α-1,3-グルカンを他の生分解性ポリマーと組合わせることで新規の機能を有する生分解性複合樹脂の開発を行うとともに、開発した樹脂の再資源化 を環境にやさしく効率よくおこなうための酵素α-1,3-グルカナーゼの高機能化をセットで行うこと目的としている。プラスティック製品不使用の流れが加速するなか、再資源化しやすい代替生分解性樹脂の開発が注目されており、新たな素材としてα-1,3-グルカンも機能性樹脂の素材として注目され始めたが、その報告例はまだ僅かである。その分解に関わるα-1,3-グルカナーゼの構造と機能に関するアプローチは皆無であり、基質認識や触媒反応メカニズムに関する研究報告はない。申請者らのグループは、すでに、Streptococcus mutans由来のグルコシル基転移酵素(GTF-1)遺伝子を大腸菌Rosetta-gami B (DE3)にクローニングすることにより、調製した組換えGTF-1を用いてα-1,3-グルカンを酵素合成する方法を確立している。本年度は、調製した生分解性複合樹脂の再資源化を可能とするα-1,3-グルカナーゼとして見出した、耐熱性菌Streptomyces thermodiastaticus由来α -1,3-グルカナーゼの各ドメインと緑色蛍光タンパク質との融合タンパク質を作製し、各ドメインの構造と基質結合能の関係を明らかにした。本研究課題の目的の1つであるα-1,3-グルカンの高機能化の1つとしてのカルボキシメチル(CM)化樹脂の作製と修飾樹脂の特性解析を行った。その結果、α-1,3-グルカンのCM化率が最大で0.23の誘導体の合成に成功した。誘導体の熱重量分析をおこなったところ、熱分解温度は260度であった。合成した誘導体は生分解性イオン交換樹脂や抗菌性樹脂等の素材としての利用可能性が示された。
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Research Products
(2 results)
