2023 Fiscal Year Research-status Report
Directed evolution of sequence-regulationg polyhydroxyalkanoatae synthase for novel biopolyester biosynthesis
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22K05422
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
冨田 宏矢 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 准教授 (00814229)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | ポリヒドロキシアルカン酸 / 指向性進化 / 生分解性プラスチック / 生合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度の研究において、当研究の鍵となるブロック共重合体PHAを合成可能な人工キメラ型酵素PhaCARの変異導入実験を実施し、その基質特異性に大きな影響を与え、中鎖-短鎖ブロックPHAを合成可能にする2つの変異N149D, F314Hを見出した。今年度は、研究計画に従い、これらの変異導入によって合成が可能な新規中鎖-短鎖ブロックPHAのレパートリーを拡充すべく、その解析を進めた。これまで2-ヒドロキシアルカン酸モノマーとして使用してきた2-ヒドロキシブタン酸とは異なり、D-乳酸 (DLA) を用いてブロック共重合体の合成を検討した。その結果、中鎖モノマーである3-ヒドロキシヘキサン酸とDLAの各ホモポリマーセグメントからなるブロック共重合体を合成可能であることがわかった。またこの共重合体に含まれるポリ乳酸セグメントは高分子量であることもわかり、人工PHA合成酵素として優れた性能を示すことが明らかとなった。ポリ乳酸は生分解性プラスチックとして代表的なポリマー材料であり、PHAよりも遥かに普及している。一方でその酵素反応を用いた生合成は非常に難しいことが課題であった。本研究で高分子量のポリ乳酸セグメントが生合成可能であるという結果が得られたため、この長年の課題に対して一石を投じる可能性がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度の研究成果をベースに、変異型PhaCARによって合成が可能なポリマーのレパートリーの拡充に成功した。これにより本研究で目指す様々な中鎖-短鎖ブロックPHAの生合成が可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
さらに別のモノマーを導入可能かどうか検証し、またそのポリマー物性の解析にも力を入れる。ブロックPHAだけに拘らず、多様なモノマーに対して検証を行う。
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| Causes of Carryover |
学内で他の研究補助があったため。次年度使用額は生じたものの、少額であるため、翌年度の使用計画に大幅な変更は不要と考えられる。
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