| 研究課題/領域番号 |
19J13179
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分38030:応用生物化学関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
古川 洵 慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2019年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | ポリエチレンテレフタレート / 加水分解酵素 / 界面活性剤 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
酵素によるpoly(ethylene terephthalate) (PET)分解反応は、廃棄されたPETを環境低負荷に処理できるため、産業上有用な反応として注目されている。しかしその反応速度は十分ではなく、応用に向けて改善が急務とされている。
これまでの研究では、微量の界面活性剤の添加によって酵素によるPET分解速度を著しく向上させることに成功し、さらに酵素とPETの相互作用の改善が反応速度向上の鍵となることを突き止めている。そこで本研究では、界面活性剤と酵素間の相互作用をさらに加速させる手法を構築することで、酵素による効率的なPET分解反応の実現を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、PET分解酵素(PETase)の活性向上の達成に向けて、PETaseとPETとの相互作用頻度の改善を目指した研究を行なった。申請者はこれに向けて、(1)既に構築済みである相互作用頻度の改善手法(界面活性剤の添加)による活性向上効果の詳細な分析および(2)融合酵素の使用によるさらなる改善を検討した。
(1)の課題に関して、a)PETaseと界面活性剤との相互作用領域への変異導入でさらに酵素活性を向上させられるのか、b)PETase以外のPET分解酵素に対して界面活性剤の添加手法が有効かを検討した。その結果、変異導入によるPETaseの活性向上は見られなかったものの、複数の別種のPET分解酵素に関して界面活性剤の添加手法が有効であることを突き止めた。そのうち耐熱性PET分解酵素であるThermobifida fusca cutinase (TfCut2)に関して、界面活性剤の添加条件の検討および変異導入によって既存報告例の中で最も速いPET分解速度を達成した。本成果は、界面活性剤の添加手法の汎用性および酵素によるPET分解反応の実用可能性を広げるものである。また上記の成果については、一報の論文にまとめ、国際誌で発表済みである。
(2)の課題に関して、PETaseと構造類似性の高いPET分解酵素(Leaf-branch compost cutinase(LCC))とをフレキシブルなリンカーで結合させることで、界面活性剤の添加効果のさらなる改善を検討した。しかし、大腸菌を用いた発現精製系ではその多くが不溶画分として存在したため、宿主の検討が必要であることがわかった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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