Study of bio-degradable plastics decomposition mechanisms in deep sea environment using recombinant enzymes

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05819
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: Ichinoseki National College of Technology
• Principal Investigator: Nakagawa Yuko 一関工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70435577)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石田 真巳 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (80223006)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 深海菌由来 / 組換え酵素 / エステラーゼ / 異種発現 / 生分解性プラスチック / PCL

Outline of Final Research Achievements

We tried to purify a large amount of the recombinant esterase E21 with the previously established method. Various approaches were used for expression, however it is difficult to obtain enough amount of protein for the analysis under high pressure. Under the ambient pressure conditions, E21 showed very low activity compared to the fraction of JT01 secreted protein. The expression of the E15 is also low, although the expression conditions are still under optimize. It was expected that heterologous expression of proteins from deep-sea-derived bacteria would be difficult.

Free Research Field

酵素工学　遺伝子工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

耐圧・低温活性を持つPCL分解酵素酵素を確定し、解析することができれば、常圧条件下で働くPCL分解酵素と比較することで、ほかの酵素を耐圧・低温活性を持つように改変したり、高圧・低温下で分解しやすいプラスチックを提案したりすることができたと考えられる。
今回の結果から、深海細菌由来の酵素タンパク質を異種発現するには困難が伴うことが分かった。この目的を達成するためには、高圧・低温条件下で微生物がいかにして酵素の発現を可能にしているかを解明する必要があると考えられる。