| 研究課題/領域番号 |
12650786
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物・生体工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
清水 浩 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00226250)
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| 研究分担者 |
永久 圭介 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00324806)
塩谷 捨明 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50026259)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2000年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
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| キーワード | 代謝工学 / 生分解性ポリマー / モル分率 / ランダム共重合 / ブロック共重合 / 多変数制御 / モデル予測制御 / 分解特性 |
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| 研究概要 |
本研究では、アルコール資化性細菌Paracoccus denitrificans ATCC17741を用いて、完全天然型生分解ポリマーであるポリヒドロキシアルカノエートP(HB-co-HV)の品質制御を目的とした。すなわち、ポリマーの品質、生分解特性に大きく影響を与える共重合分率を制御できる方法を開発し、用途に応じた機能、分解性を自由に制御する方法の開発を行うことを目的とした。このとき、P. denitrificansの代謝経路に注目し、代謝反応速度を基礎にして制御系を開発した。炭素源は、高価な脂肪酸ではなく、エタノール、n-ペンタノールなどの比較的安価なアルコールを用いた。P. denitrificansの代謝経路を解析し、炭素源である両アルコールと還元力のバランスを考慮した代謝経路モデルを開発した。共重合ポリマーには、両アルコールの同時流加が必要となるため、培養中、これらのアルコール濃度を検出できるよう、複数のセンサ(テフロンチューブセンサ、アルコール脱水素酵素バイオセンサ)を培養槽に取り付けた。この両センサの出力を同時に解析し、各時刻のアルコール濃度およびアルコールの菌体への消費速度を推定するシステムを開発した。培養槽内のアルコール濃度の値と、両アルコールの取り込まれる速度をアルコール流加速度を用いて制御することにより、任意の共重合分率を与えるモデル予測制御系を開発した。この開発された制御系により共重合分率制御と生産性最大化方策の有効性が実験により確認された。生産されたポリマーの共重合分率はガスクロマトグラフィやNMRで検出した。またランダム性は溶媒への溶解度差を利用するフラクション法により分取し、それぞれのフラクションを解析した。
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