酵素・メディエーターを用た天然ゴムおよび合成ゴムの新規分解システムの構築

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14780452
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 榎 牧子 理化学研究所, 高分子化学研究室, 基礎科学特別研究員 (90342758)
• Keywords: 環境低負荷型処理 / ゴム / 酵素 / 生分解 / リポキシゲナーゼ / 西洋わさびペルオキシダーゼ / 1,4-ポリイソプレン / 1,4-ポリブタジエン

Research Abstract

本研究では、環境低負荷型ゴム処理システムの構築を目的として、「酵素・メディエーターシステム」によるゴムの分解にとりくんだ。
まず、ゴム類の分解に対して有効な複数の「酵素・メディエーター」システムの確立について検討した。ゴム試料として合成ゴムであるイソプレンゴムと、天然ゴムの加硫された成型製品である天然ゴムラテックス手袋を用いた。イソプレンゴムと天然ゴムの化学構造はいずれもシス-1,4-ポリイソプレンである。また、比較検討のために合成のトランス-1,4-ポリイソプレンも分解実験に供した。この結果、3つの分解系、(1)リポキシゲナーゼ・リノール酸、(2)ホースラディッシュペルオキシダーゼ(西洋わさびペルオキシダーゼ)・1-Hydroxybenzotriazole、(3)ラッカーゼ・1-Hydroxybenzotriazoleが、シス型およびトランス型の1,4-ポリイソプレンの低分子量化にも有効であることが、処理後の試料のゲル濾過クロマトグラフィーから明らかとなった。とくに(1)(2)の反応系は天然ゴムラテックス手袋の分解に有効であり、さらに(1)の系はトランス-1,4-ポリイソプレンのフィルムおよび単結晶をも分解する強力な系であることが、走査型電子顕微鏡を用いた表面観察によって示された。
また、他の代表的な合成ゴムであるシス-1,4-ポリブタジエンを上記(1)(2)の分解系に供したところ、(2)の系では低分子量化することがわかった。比較のためにトランス型の1,4-ポリブタジエンの分解を行ったが、結果はシス型と同じく(2)のみ効果があった。このことは酵素・メディエーターシステムが1,4-ポリイソプレンだけでなく1,4-ポリブタジエンの分解にも有効であることを示唆するとともに、反応系が異なれば、分解できる対象も異なることを示している。

Research Products

• [Publications] Makiko Enoki, Yoshiharu Doi, Tadahisa Iwata: "Oxidative Degradation of cis-and trans-1,4-polyisoprenes and Vulcanized Natural Rubber with Enzyme-Mediator Systems"Biomacromolecules. Vol.4, Issue 2(In press). (2003)