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一次構造制御されたポリヒドロキシアルカン酸のワンポット合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J07739
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 環境技術・環境負荷低減
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

百武(石井) 真奈美 (2016-2019)  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, 特別研究員(PD)

百武 真奈美 (2015)  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, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2020-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードポリヒドロキシアルカン酸 / PHA重合酵素 / バイオポリマー
研究実績の概要

ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)は、バイオマスを原料としてバイオプロセスにより合成可能なポリエステルである。PHAの利用範囲の拡大に向けては、物性の多様化が望ましく、本研究ではPHAの末端構造を用いた構造制御によりこの実現を目指す。本年度はPHAのカルボキシ末端に付与したチオール基を介してポリエチレングリコール(PEG)と結合させ、その物性測定を行った。
昨年度までに、加アルコール分解反応により付与される末端官能基を介したPHA構造制御には、より温和な条件下での反応が望ましいとの結論に至っている。これを受けて本年度はカルボキシ末端にチオール基を有するPHAを用いた末端反応を実施し、親水性材料であるPEGの結合を試みた。これにより、疎水性であるPHAの親水化に寄与することを期待し行った。反応条件を検討し、得られたPHA-PEGの水接触角を測定したところ、57.8°であり、未反応のPHA(77.5°)よりも減少していることが確認された。ここから、末端官能基を介した反応により、材料の親水性が増したことが示された。また、PEGの分子量に応じて親水性が変化することが示唆された。
特別研究員を中途辞退させて頂いたことに伴い、本年度は9月まで研究を実施した。このため、親水化に必要な分子量を有するPEGを、PHAの生合成と同時にその末端に取り込ませる手法については検討しきれなかった。しかしながら、比較的低分子量のPEGであっても物性に変化が生じていたことから生合成の実現可能性は高いと考えており、今後検討してゆきたい。また、これまでに生合成法を検討した、エテニル基を分子鎖末端に有する低分子量PHAの利用についても引き続き検討したいと考えている。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Biosynthesis and Characteristics of Aromatic Polyhydroxyalkanoates2018

    • 著者名/発表者名
      Manami Ishii-Hyakutake, Shoji Mizuno, Takeharu Tsuge
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 10 号: 11 ページ: 1267-1267

    • DOI

      10.3390/polym10111267

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A common active site of polyhydroxyalkanoate synthase fromBacillus cereus YB-4 is involved in polymerization and alcoholysis reactions2015

    • 著者名/発表者名
      Hyakutake M, Tomizawa S, Mizuno K, Hisano T, Abe H, Tsuge T.
    • 雑誌名

      Applied Microbiology Biotechnology

      巻: in press 号: 11 ページ: 4701-4711

    • DOI

      10.1007/s00253-014-6276-4

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シャペロン共発現がポリヒドロキシアルカン酸分子量へ与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      南部 友香, 百武 真奈美, 廣江 綾香, 柘植 丈治
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Terminal modification of PHA via alcoholysis reaction catalyzed by Class IV synthase2015

    • 著者名/発表者名
      Manami Hyakutake, Satoshi Tomizawa, Kouhei Mizuno, Takeharu Tsuge, Hideki Abe
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      ハワイ
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PHA重合酵素が示すアルコーリシス能に関与するアミノ酸残基の特定2015

    • 著者名/発表者名
      百武 真奈美, 富澤 哲, 水野 康平, 久野 玉雄, 阿部 英喜, 柘植 丈治
    • 学会等名
      第67回生物工学会大会
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島)
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カルボキシ末端に官能基を有するポリエステルの微生物合成2015

    • 著者名/発表者名
      百武 真奈美, 柘植 丈治, 阿部 英喜
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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