Creation of biocatalyst capable of biosynthesizing lactate-based polymers with highly regulated chirality

创造能够生物合成具有高度调控手性的乳酸酯基聚合物的生物催化剂

• 批准号: 22651032
• 负责人: TAGUCHI Seiichi
• 金额: $ 2.28万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22651032/
• 关键词: 生分解性プラスチック; 進化工学; ポリヒドロキシアルカン酸; キラリティー; 光学純度; 乳酸ポリマー; 重合酵素; モノマー供給系酵素; キラルポリマー; 立体化学制御; 酵素進化工学; キラルモノマー; 微生物重合; 基質特異性; 進化分子工学; ポリマー物性

Currently microbial production system for lactate(LA) polymers with high performances has been developed. A break-through of this system was a discovery of "LA-Polymerizing Enzyme(LPE)". LPE was created through the study on the engineering of microbial polymer PHA synthase. LA-based polymer was synthesized by highly enatiomeric monomers including R-LA in an one-pot manner in Escherichia coli by introduction of the LPE gene from glucose. I tried to establish the system for synthesis of the polymer incorporating S-LA monomer based on the evolutionary engineering of CoA-transferase and LPE. As a resiult, LA fraction in the polymer has been enriched up to 47% from 6% by combination of metabolic and enzyme engineering. Furthermore, LA-based polymers exhibited distinguishable properties from the counterpart homopolymers, PLA and PHB.

目前已开发出高性能乳酸（LA）聚合物的微生物生产系统。该系统的突破是“LA-聚合酶（LPE）”的发现。 LPE是通过对微生物聚合物PHA合酶的工程研究而产生的。 LA基聚合物是通过引入来自葡萄糖的LPE基因，由包括R-LA在内的高对映体单体在大肠杆菌中以一锅法合成的。我尝试建立基于CoA转移酶和LPE进化工程的包含S-LA单体的聚合物合成系统。结果，通过代谢和酶工程的结合，聚合物中的 LA 部分从 6% 富集到 47%。此外，基于 LA 的聚合物表现出与对应的均聚物 PLA 和 PHB 不同的性能。

项目成果

Direct conversion of glucose into lactate-based polyesters using engineered Corynebacterium glutamicum as a whole cell catalyst

使用工程谷氨酸棒杆菌作为全细胞催化剂将葡萄糖直接转化为乳酸酯基聚酯

• 发表时间: 2012
• 作者: Y.Song; K.Matsumoto; M.Yamada; A.Gohda; C.J.Brigham; A.J.Sinskey; S.Taguch
• 通讯作者: S.Taguch

Poly(lactate-co-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)の生合成および物性評価

聚(乳酸酯-co-3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)的生物合成及物理性质评价

• 发表时间: 2011
• 作者: 渡辺剛志;本橋廉;松本謙一郎;田口精一
• 通讯作者: 田口精一

組換え大腸菌による乳酸およびグリコール酸ベース新奇バイオプラスチックの生合成

重组大肠杆菌生物合成基于乳酸和乙醇酸的新型生物塑料

• 发表时间: 2011
• 作者: 石山絢子;松本謙一郎;田口精一
• 通讯作者: 田口精一

Advanced microbial polymer factory for incorporating new monomers : lactate, glycolate and 2-hydroxybutyrate

先进的微生物聚合物工厂，用于掺入新单体：乳酸酯、乙醇酸酯和 2-羟基丁酸酯

• 发表时间: 2011
• 作者: K.Matsumoto; S.Taguchi
• 通讯作者: S.Taguchi

植物由来ポリマー・複合材料の開発

植物源聚合物和复合材料的开发

• 发表时间: 2011
• 作者: 越智杏奈;渡辺剛志;田口精一
• 通讯作者: 田口精一