木材腐朽菌のリグニン分解性ペルオキシダーゼを用いる新規ポリマー合成法の開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10460073
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 桑原 正章 京都大学, 木質科学研究所, 教授 (40035978)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷口 正之 新潟大学, 工学部, 教授 (00163634) ; 白石 信夫 京都大学, 農学研究科, 教授 (70026508) ; 田中 文男 京都大学, 木質科学研究所, 講師 (10109069) ; 渡辺 隆司 京都大学, 木質科学研究所, 助教授 (80201200)
• Keywords: ペルオキシダーゼ / マンガンペルオキシダーゼ / ラッカーゼ / リグニン分解酵素 / フェノール性ポリマー / 担子菌 / やけいろたけ / かわらたけ

Research Abstract

西洋わさびペルオキシダーゼ(HRP)、担子菌Bjerkandera adustaの生産するマンガン(II)ベルオキシダーゼ(MnP)およびCoriorus versicolorの生産するラッカーゼを用いる各種のフェノール性化合物の重合反応を試みた。得られたポリマーは、メタノール不溶性画分あるいはジメチルスルフォキサイド(DMF)不溶性画分として分離した。
まず、HRPはジオキサンを含む緩衝液中でグアイアコールから高い収率でDMF不溶性のポリマーを合成した。反応はアセトン、アセトニトリルなど水可溶性溶媒中においても進行し、各種のフェノール性物質から重合体がえられた。
ついで、MnPを用いてポリマーの合成を試みた。グアイアコールを基質とした場合、アセトン中での反応により最も高いポリマー収率が得られた。GPCによる重量平均分子量は約30000であった。^<13>C-NMRにより、ポリマー中にはビフェニル結合のほか、エーテル結合も形成されていることが示された。このことは熱分解GC-MSによっても確認された。また、TOF-MALDI分析により、分子量がGPC分析によるよりも低いことが示された。さらに、得られたポリマーのTGA分析を行った。
また、ラッカーゼによってもフェノール性化合物から重合体が得られた。
一方、重合反応に用いる酵素の大量調製を行うための各種リアクターについても検討を行い、横型回転式固体培養法により、C.versicolorのラッカーゼを高収量で生産する条件を設定した。

Research Products

• [Publications] T.Watanabe,K.Koller,K.Messner: "Copper-dependent depolymerization of lignin in the presence of fungal metabollte,pyrldine" J.Biotecnol. 62. 221-230 (1998)
• [Publications] S.Yoshida,A.Chatani,M.Tanahashi,Y.Honda,T.Watanabe,M.Kuwahara: "Preparation of Synthetic Lignin by Manganese Peroxidase of Bjerkandera adusta in Organic Solvents" Holzforschung. 52. 282-286 (1998)
• [Publications] T.Irie,Y.Honda,T.Matsuyama,T.Watanabe,M.Kuwahara: "Cloning and characterization of the gene encoding the iron-sulfur protein of succinate dehydrogense from Pleurotus ostreatus" Biochimica et Biophysica Acta. 1396. 27-31 (1998)
• [Publications] S.Yoshida,A.Chatani,Y.Honda,T.Watanabe,M.Kuwahara: "Reaction of manganese peroxidase of Bjerkandera adusta with synthetic lignin in acetone solution" J Wood Sci. 44. 486-490 (1998)