| 研究課題/領域番号 |
21K05870
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41050:環境農学関連
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
大田 ゆかり 群馬大学, 食健康科学教育研究センター, 講師 (40399572)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 生分解性プラスチック / 難分解性添加剤 / 加速評価 / 酵素 / 難分解添加剤 / 海洋微生物 / 添加剤 / 海洋環境汚染 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生分解性プラスチックには、その品質や付加価値を高めるために改質剤などが添加される場合がある。これらの添加剤の中には、生物への有害性や環境貯留性を持つ分子も存在し得る。リスクのある分子が添加された生分解性材料の大量使用が開始されれば、易分解性部が分解された後に残る難分解物質が水圏へと放出され、環境汚染につながることが懸念される。
本研究では、生分解性プラスチックと同時に使用される人為起源の化学物質の迅速な環境影響評価系を構築することをの最終目標として、生分解性プラスチックの微生物代謝変換を実験室内で再現した生分解加速モデル系の構築を通じて、海洋微生物による上記代謝への理解を深めていく。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、生分解性プラスチックと同時に使用される人為起源の難分解性化学物質に着目し、基盤材料の生分解過程で放出されるこれらの分子の検出を可能とすることを目指して、実験室内でのモデル分解系の構築を行っている。市販のプロテアーゼ、リパーゼなどを作用させることで、生分解性プラスチックの分解は可能であるが、その分解速度や酵素の安定性はまだ不十分である。
昨年度は生分解性プラスチックのうち最も使用量の多いポリエステルの分解酵素として、Bacillus属細菌の持つクチナーゼの一種、Poly(3-hydroxybutyrate) depolymeraseの発現コンストラクトを作成した。本年度は、さらに安定した分解活性を得るため、同じくクチナーゼ酵素群の１つとして、耐熱性菌Thermobifida fusca KW3(TfCut2)に由来するクチナーゼの組換え生産を試みた。本酵素はPET分解過程の一部の加水分解を触媒すると期待されている。続いて、ポリエステルに次ぐ使用量を持つ生分解性プラスチックであるポリウレタンの分解酵素として、アミダーゼファミリーに属するウレタナーゼの発現系も追加した。本酵素はウレタン汚染土壌のメタゲノムから発見されたものであり、ポリエーテル-ポリウレタンフォームの化学分解によって生じる低分子量ジカルバメートを加水分解することができる。上記により、酵素分解の対象とするプラスチック種を拡充することができた。実際の生分解性プラスチック分解とその分解物の検出については、今後の課題とした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初計画では、実際の生分解性プラスチック分解とその分解物の検出までを予定したが、本課題で当初ターゲットと想定したプラスチックに添加された化合物の情報が入手できず、分析系の構築指針を立てるのが困難であった。
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| 今後の研究の推進方策 |
残課題である分析系の構築については、研究期間を延長して検討を進める。酵素分解のならず物理化学的分解の導入も検討し、元素分析データなどから組成構造を推定することも手掛かりになると考えている。
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