微生物によるポリ乳酸の発酵生産

微生物发酵生产聚乳酸

基本信息

批准号：
08J03433
负责人：
山田美和
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

初年度に構築した乳酸(LA)ユニットとヒドロキシブタン酸(HB)ユニットからなる乳酸ポリマー、P(LA-co-HB)の生合成経路を利用して、ポリマー中のLA分率向上を目指した。嫌気条件下で菌体を培養し、乳酸の供給量を増加して、モノマーであるLA-CoAの供給量増加を促した。結果、共重合ポリマー中のLAユニット分率が飛躍的に上昇したP(47mol% LA-co-HB)を合成した。続いて、さらなるLA分率の向上を実現するために、乳酸重合酵素に変異を導入し、LA重合能力の高い乳酸重合酵素を創製することを目指した。そこで、HB-CoA重合能力をさらに向上させれば、LA-CoA重合能力の増強につながるのではと考え、これまでにHB-CoA重合能を向上させると報告されていた変異を乳酸重合酵素に導入した。結果、従来の乳酸重合酵素よりも、LA分率が向上した新規乳酸重合酵素を創製することに成功した。本重合酵素と嫌気培養を組み合わせることで、62mol%まで向上した乳酸ポリマーを合成した。さらに、見出した新規変異点におけるアミノ酸飽和変異導入を行うことで、16～45mol%と幅広い範囲でLA分率が調節されたP(LA-co-HB)を合成することができた。これらの乳酸ポリマーの熱的性質分析から、乳酸ポリマーは、これまでPLAの課題であった柔軟性を持つポリマーである可能性を示唆することができた。

我们旨在通过利用P（La-CO-HB）的生物合成途径来改善聚合物的LA级分，P（LA-CO-HB）是一种由乳酸（LA）单位和羟基丁酸（HB）单位组成的乳酸聚合物（LA-CO-HB），该聚合物在第一年就建立了。在厌氧条件下培养细菌，并增加乳酸的供应量，从而促进了单体LA-COA的供应量增加。结果，合成了P（47 mol％LA-CO-HB），这在共聚物中的LA单位分数急剧增加。接下来，为了进一步改善LA馏分，我们将突变引入了乳酸聚合酶，以创建具有高LA聚合能力的乳酸聚合酶。因此，我们认为进一步提高HB-COA聚合能力将导致LA-COA聚合能力的增强，并引入了一种以前据报道以提高HB-COA聚合能力的突变，以提高HB-COA聚合能力。结果，我们成功地创建了与常规乳酸聚合酶相比，LA馏分改善的新乳酸聚合酶。通过将该聚合酶与厌氧培养物相结合，将乳酸聚合物与改善的62 mol％合成。此外，通过在我们发现的新型突变点引入氨基酸饱和诱变，P（LA-CO-HB）在16至45 mol％的范围内调整了LA馏分，可以合成。这些乳酸聚合物的热性能表明，乳酸聚合物可能是一种柔性聚合物，以前是PLA的挑战。