バイオポリエステル分子量低下機構の解明と高分子量体合成への応用

• 研究課題/領域番号: 23310060
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 柘植 丈治 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (70332260)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2012年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2011年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
• キーワード: ポリヒドロキシアルカン酸 / バチルス属細菌 / 分子量 / エンド型分解 / 組換え大腸菌 / ＰＨＡ重合酵素 / PHA重合酵素

研究概要

グラム陽性細菌Bacillus cereusが有するポリエステル重合酵素が、重合活性と共にエンド型の分解活性を有していることに関して、本研究では、その分解機構がエタノールを用いたアルコーリシス分解であることを明らかにした。また、宿主のアルコール代謝を抑制することで、B. cereusの重合酵素を用いても高分子量体ポリエステルが合成可能であることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Alcoholytic Cleavage of Polyhydroxyalkanoate Chains by Class IV Synthases Induced by Endogenous and Exogenous Ethanol (2014)
  • 著者名/発表者名: Hyakutake M. ; Tomizawa S. ; Mizuno K. ; Abe H. ; Tsuge T.
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol. 巻: 80 号: 4 ページ: 1421-1429
  • DOI: 10.1128/aem.03576-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of polyhydroxyalkanoate (PHA) synthase derived from Delftia acidovorans DS-17 and the influence of PHA production in Escherichia coli. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Hiroe, Kazunori Ushimaru, Takeharu Tsuge.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 115(6) 号: 6 ページ: 633-638
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2012.12.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] New insights into activation and substrate recognition of polyhydroxyalkanoate synthase from Ralstonia eutropha (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Ushimaru, Smith Sangiambut, Nicholas Thomson, Easan Sivaniah, Takeharu Tsuge
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol. 巻: 97 号: 3 ページ: 1175-1182
  • DOI: 10.1007/s00253-012-4089-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular weight change of polyhydroxyalkanoate (PHA) caused by the PhaC subunit of PHA synthase from Bacillus cereus YB-4 in recombinant Escherichia coli (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Tomizawa, Manami Hyakutake, Yuta Saito, Jumiarti Agus, Kouhei Mizuno, Hideki Abe, Takeharu Tsuge
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 12 号: 7 ページ: 2660-2666
  • DOI: 10.1021/bm2004687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyhydroxyalkanoate (PHA) Synthesis by Class IV PHA Synthases Employing Ralstonia eutropha PHB-4 as Host Strain (2011)
  • 著者名/発表者名: Manami Hyakutake, Yuta Saito, Satoshi Tomizawa, Kouhei Mizuno, Takeharu Tsuge
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 75 号: 8 ページ: 1615-1617
  • DOI: 10.1271/bbb.110229
  • NAID: 10029591975
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微生物合成ポリエステルの分子量とその影響因子 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柘植丈治、富澤哲
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 62 ページ: 230-234
  • NAID: 40018726852
• [学会発表] ポリエステル重合酵素が示すエステル分解能に関与するアミノ酸の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 百武真奈美、水野康平、柘植丈治
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 明治大学
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] Bacillus cereus由来 PHA重合酵素が示す新規エステル分解能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 百武真奈美、富澤哲、水野康平、柘植丈治
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 2013-09-20
• [学会発表] Novel ester degradation activity of class IV polyhydroxyalkanoate synthase from Bacillus cereus YB-4 (2013)
  • 著者名/発表者名: Manami Hyakutake, Satoshi Tomizawa, Kouhei Mizuno, Hideki Abe, Takeharu Tsuge
  • 学会等名: The 4th International Conference on Biobased Polymers
  • 発表場所: Hanyang University (Seoul, Korea)
• [学会発表] Novel Ester Degradation Activity of Class IV Polyhydroxyalkanoate Synthase from Bacillus cereus YB-4 (2013)
  • 著者名/発表者名: Manami Hyakutake, Satoshi Tomizawa, Kouhei Mizuno, Hideki Abe, Takeharu Tsuge
  • 学会等名: The 4th International Conference on Biobased Polymers
  • 発表場所: Hanyang University (Seoul, Korea)
• [学会発表] クラス IV重合酵素が示す PHA分子量低下能とその発現因子の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 百武真奈美、富澤哲、水野康平、柘植丈治
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] Unusual property of class IV polyhydroxyalkanoate synthase from Bacillus cereus YB-4 (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeharu Tsuge
  • 学会等名: International Symposium of Biopolymer
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2012-10-09
• [学会発表] Factors affecting PHA molecular weight decrease in recombinant Escherichia coli expressing Bacillus cereus YB-4 synthase (2012)
  • 著者名/発表者名: Manami Hyakutake, Satoshi Tomizawa, Takeharu Tsuge
  • 学会等名: International Symposium of Biopolymer
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2012-10-09
• [学会発表] バチルス属由来重合酵素における特異的なPHA分子量低下機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 百武真奈美、富澤哲、斉藤雄太、柘植丈治:
  • 学会等名: 第61回高分子学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2012-05-31
• [学会発表] Molecular weight change of polyhydroxyalcanoate (PHA) caused by PhaC subunit of class IV PHA synthase in recombinant Escherichia coli (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Tomizawa, Manami Hyakutake, Yuta Saito, Jumiarti Agus, Kouhei Mizuno, Hideki Abe, Takeharu Tsuge
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Bio-Based Polymers
  • 発表場所: 中国・北京大学
  • 年月日: 2011-10-19
• [学会発表] Substrate specificity and producing ability of polyhydroxyalkanoate (PHA) synthases from Bacillus cereus YB-4 and Bacillus megaterium (2011)
  • 著者名/発表者名: Manami Hyakutake, Satoshi Tomizawa, Yuta Saito, Kouhei Mizuno, Takeharu Tsuge
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Bio-Based Polymers
  • 発表場所: 中国・北京大学
  • 年月日: 2011-10-19
• [学会発表] Molecular weight change of polyhydroxyalcanoate (PHA) caused by PhaC subunit of Class IV PHA synthase in recombinant Escherichia coli (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomizawa, et al
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Bio-Based Polymers
  • 発表場所: 中国・北京大学
  • 年月日: 2011-10-19
• [学会発表] Bacillus cereus重合酵素によるバイオポリエステルの生合成と特異な分子量低下現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 百武真奈美、富澤哲、斉藤雄太、柘植丈治
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] Bacillus cereus由来PHA重合酵素が示す新規エステル分解能
  • 著者名/発表者名: 百武真奈美、富澤哲、水野康平、柘植丈治
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 広島国際会議場
• [学会発表] クラスIV重合酵素が示すPHA分子量低下能とその発現因子の解明
  • 著者名/発表者名: 百武真奈美ほか
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫）
• [学会発表] Unusual property of class IV polyhydroxyalkanoate synthase from Bacillus cereus YB-4
  • 著者名/発表者名: Tsuge T.
  • 学会等名: International Symposium of Biopolymer
  • 発表場所: Cairns, Australia
• [学会発表] Factors affecting PHA molecular weight decrease in recombinant Escherichia coliexpressing Bacillus cereus YB-4 synthase
  • 著者名/発表者名: Hyakutake et al.
  • 学会等名: International Symposium of Biopolymer
  • 発表場所: Cairns, Australia
• [図書] 微生物合成ポリエステルの分子量とその影響因子 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柘植丈治、富澤哲
  • 出版者: 化学工業
• [産業財産権] 低分子量ポリヒドロキシアルカン酸の製造方法 (2013)
  • 発明者名: 柘植丈治、百武真奈美、冨澤哲、鈴木紀之、松本圭司
  • 権利者名: 東京工業大学、カネカ
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-162731
  • 出願年月日: 2013-08-05