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進化工学・遺伝子工学を基軸としたバイオプラスチックの1ステップリサイクルシステム

研究課題

研究課題/領域番号 18750138
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 環境関連化学
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

平石 知裕  理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 研究員 (20321804)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2007年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード生分解性物質 / バイオリサイクル / 進化・遺伝子工学 / 酵素
研究概要

現在のバイオプラスチックリサイクルシステムでは、まず、二酸化炭素を出発原料として3ステップあるいは2ステップ生産法により、バイオプラスチックが生産される。使用後のバイオプラスチックは、環境微生物の作用により二酸化炭素と水に分解され、再生可能なバイオマスに変換される。近年、バイオリサイクルに加え、ポリマーを直接の原料であるモノマーにまで分解(原料化)し、再重合するケミカルリサイクルが注目されている。特に、酵素を用いたケミカルリサイクルでは、化学法に比べ温和な条件で重合が行え、触媒由来の金属が含まれないなど環境低負荷型のリサイクルシステムであると考えられる。しかし酵素触媒法は、酵素の可逆反応性のため重合と同時に分解反応が生じることから、再生プラスチックの高分子量化が難しい点や多分散度が大きくなる欠点を有する上、リサイクルには最低2ステップ以上が必要となる。そこで本研究では、1ステップかつ再生プラスチックの高分子量化(高性能化)が期待できるバイオプラスチックリサイクルシステムの構築を目指す。
平成19年度は、平成18年度に構築したPHB分解系で生じるモノマーから菌体内においてPHBを際重合するため、PHB生合成系酵素遺伝子群を導入して、分解→重合を1ステップで行える系を構築した。PHBを際重合するため、Ralstonia eutropha H16由来の合成系酵素遺伝子を有するプラスミドで宿主を形質転換し、分解酵素と合成系酵素群とを共発現できる系を構築した。組み換え大腸菌の性質を調べたところ、PHBに対する分解能を有しつつ、菌体内でPHB重合が可能であることが示唆された。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Variation in copolymer composition and molecular weight of polyhydroxyalkanoate generated by saturation mutagenesis of Aeromonas caviae PHA synthase2007

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuge, et. al.
    • 雑誌名

      Macromol. Biosci. 7

      ページ: 846-854

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオプラスチック分解酵素の吸着・触媒挙動2007

    • 著者名/発表者名
      平石知裕、藤田雅弘
    • 雑誌名

      バイオインダストリー 24

      ページ: 71-78

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] "酵素"が演出するバイオプラスチックの生合成と生分解2006

    • 著者名/発表者名
      田口精一, 平石知裕
    • 雑誌名

      未来材料 7

      ページ: 44-51

    • NAID

      40007392571

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] PHB分解酵素の基質への吸着に関する力学的・速度論的解析2007

    • 著者名/発表者名
      松本信彦ら
    • 学会等名
      第56回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都・京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ポリアスパラギン酸の酵素分解機構2007

    • 著者名/発表者名
      平石知裕ら
    • 学会等名
      2007年度高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋・名古屋工業大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 分解酵素を用いたポリアミノ酸の酵素触媒重合2007

    • 著者名/発表者名
      桝田エリ子ら
    • 学会等名
      2007年度高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋・名古屋工業大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 力学的および速度論的手法によるPHB分解酵素の吸着メカニズム2007

    • 著者名/発表者名
      松本信彦ら
    • 学会等名
      2007年度高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋・名古屋工業大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 植物由来プラスチックの高機能化とリサイクル技術2007

    • 著者名/発表者名
      平石知裕, ら(分担執筆)
    • 総ページ数
      494
    • 出版者
      サイエンス&テクノロジー
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 生体適合性膜加工法及びセンサ分子搭載型生体適合性インターフェイス素子2007

    • 発明者名
      吉川佳広, ら
    • 権利者名
      吉川弘之、野依良治
    • 産業財産権番号
      2007-107315
    • 出願年月日
      2007-04-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] β位結合ポリアスパラギン酸の新規製造法およびその方法によって製造されるβ位結合ポリアスパラギン酸2007

    • 発明者名
      平石知裕, ら
    • 権利者名
      野依良治
    • 産業財産権番号
      2007-175275
    • 出願年月日
      2007-07-03
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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