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ラッカーゼは様々な芳香族化合物を酸化する能力を有しており、染色・脱色・エンジニアリングプラスチック合成などに活用されているが、反応によっては大量の酵素が必要となる。主要な市販ラッカーゼは真菌(カビ・キノコ)由来であり、異種発現による大量生産や遺伝子工学による高活性化・高機能化が難しい。さらに現在使用可能な全ての酵素は、環境中の培養可能な1%未満の微生物から得られたものであり、残り99%の微生物資源の有効利用が望まれている。そこで本研究では、環境試料から直接DNAを抽出してメタゲノムライブラリを作製し、ラッカーゼ活性を指標としたスクリーニングを行い、難培養微生物由来新規ラッカーゼの獲得を目指す。さらに、基質スクリーニングを行った後、基質材料開発を目指した酵素の高性能化・高機能化を行う。平成28年度において、大腸菌由来ラッカーゼが様々な芳香族化合物と効率よく反応することから有用な触媒となり得ることが示唆された。そこで本年度は、平成27年度に構築した組換え発現系を用い、高活性化を目指した大腸菌由来ラッカーゼの進化工学を実施した。まず、ランダム変異導入によって変異酵素ライブラリを作製した。次いで、酸化活性を指標として第１次スクリーニングを行った。その結果、第１世代の変異酵素群から、野生型に比べ分解活性が向上しているものが数クローン得られた。今後これらの解析を行い高活性化の要素因子を解明して、高い合成活性を有する生体触媒開発につなげていきたい。
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