| 研究課題/領域番号 |
15K16147
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
百武 真奈美 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 訪問研究員 (90733957)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | ポリヒドロキシアルカン酸 / バイオポリマー / PHA重合酵素 |
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| 研究実績の概要 |
昨年度までに、グラム陽性細菌Bacillus cereus YB-4由来のポリヒドロキシアルカン酸(PHA)重合酵素(PhaRC)を用いることで分子鎖末端に官能基を有するPHAの微生物合成が可能であることを立証した。
高分子の末端はその自由度が低いため、低分子と比べて反応性に乏しい可能性が考えられる。したがって本年度は、分子鎖末端に付与した官能基の反応性について調査することとした。
まず、PhaRCを発現する培養系に3-メルカプト-1-プロパノールを添加し、チオール基を末端に有するPHAを合成した。構造分析は核磁気共鳴分光法により行い、末端チオール基を有するPHAが含まれていることを確認した。またゲル浸透クロマトグラフィーにより、二峰性の分子量分布であることがわかった。本研究で得られる末端修飾PHAの末端官能基はPhaRCが加アルコール分解によりPHAを切断する際に付与されるため、官能基を有するPHAのほとんどは低分子量側に存在すると考えられる。
これを確かめるため、チオール基標識試薬である4-ジメチルアミノフェニルアゾフェニル-4'-マレイミド(DABMI)を用いてチオール基末端を有するPHAの標識を試みた。クロロホルム中、室温にて反応を行い、メタノールにて未反応のDABMIを除去、精製したところ
黄色のサンプルを得た。反応に用いたPHAは白色であることから、DABMIがマレイミド基を介しPHAのチオール基に結合したサンプルを得たと考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究一時中断のため、本年度は９月まで研究を実施した。
PHAはクロロホルム以外の溶媒への溶解性が低いため、標識試薬との反応はクロロホルム溶媒下にて行う必要があり、クロロホルムへの溶解性が高い試薬を用いなければならなかった。今回、クロロホルムへの溶解性が高く、かつメタノール中での精製も可能なDABMIの利用を見出すことができ、標識試薬がPHAに結合したと思われるサンプルを取得することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今回得られたサンプルを用いて、クロロホルムを溶離液としたクロマトグラフィーによりPHAの分子量ごとの末端反応性を検出する。より具体的には、チオール基に結合させた色素(DABMI)のUV吸収を分子量ごとに調査することでPHA末端のチオール基とDABMIの結合を確認し、生合成PHAに付与された末端官能基の反応性と分子量の関係について調査する。
その後、末端反応性が高いポリマーと他分子を反応させ、構造制御されたPHAの作成を試みる予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度は9月まで研究を実施し、それ以降は一時中断したため次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究再開後、当初の計画通り使用する予定である。
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