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(In Japanese)環境低負荷型の高分子物質生産システムの開発

Research report code R013000185
Posted date Oct 1, 2003
  • (In Japanese)土肥 義治
  • (In Japanese)理化学研究所高分子化学研究室
Research organization
  • (In Japanese)理化学研究所高分子化学研究室
Report name (In Japanese)環境低負荷型の高分子物質生産システムの開発
Technology summary (In Japanese)微生物の物質生産機能を利用して,再生可能な植物系資源から優れた性能をもつ生分解性高分子物質を生産する新産業の基礎科学技術を開拓することを目的として,生体高分子であるバイオエステルの生合成,関連酵素遺伝子の取得と機能解析,生合成酵素の高次構造解析,高生産微生物の分子育種,効率的生産方法の開発,バイオポリエステル分解微生物の単離と解析という一連の基礎研究を行なった。研究成果としては,優れた物性と生分解性をもつバイオプラスチックを生産する微生物のポリエステル生合成系酵素遺伝子を取得し,機能解析することに成功した。また,高生産微生物の分子育種として,遺伝子組換え微生物を用いて植物油から高効率で高性能ポリエステルを生産できるプロセスを開発した。その他,遺伝子組換え大腸菌を用いて糖から超高分子ポリエステルを生産するプロセスを開発し,超高分子ポリエステルのフィルムあるいは繊維は延伸処理によって物性が著しく改善できることを明らかにした。
Research field
  • Molecular genetics in general
  • Enzyme physiology
  • Substance production by microorganisms, cultured tissues/cells in general
Published papers related (In Japanese)(1)Journal of Bacteriology (1998) 180, 6459-6467 Cloning and Molecular Analysis of the Poly(3-hydroxybutyrate) and Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyalkanoate) Biosynthesis Genes in Pseudomonas sp. Strain 61-3 (H. Matsusaki, S. Manji, K. Taguchi, M. Kato, T. Fukui and Y. Doi)
(2)Applied Microbiology and Biotechnology (1998) 49, 333-336 Efficient Production of Polyhydroxyalkanoates from Plant Oils by Alcaligenes eutrophus and Its Recombinant Strain (T. Fukui and Y. Doi)
(3)FEMS Microbiology Letters (1999) 176, 183-190 Co-expression of 3-Ketoacyl-ACP Reductase and Polyhydroxyalkanoate Synthase Genes Induces PHA Production in Escherichia coli HB101 strain (K. Taguchi, Y. Aoyagi, H. Matsusaki, T. Fukui and Y. Doi)
(4)Biomacromolecules (2000) 1, 17-22 Biosynthesis-and Properties of Poly(3-hydroxybutyate-co-3-hydroxyalkanoates) by Recombinant Strains of Pseudomonas sp. 61-3 (H. Matsusaki, H. Abe and Y. Doi)
(5)Appl. Environ. Microbiol. (1999), 65, 189-197 Cloning and Characterization of the Polyhydroxybutyrate Depolymerase Gene of Pseudomonas stutzeri and Analysis of the Function of Substrate-Binding Domains (T. Ohura, K. Kasuya and Y. Doi)
(6)Biomacromolecules (2000) 1, 320-324 Function of the Catalytic Domain of Poly(3-hydroxybutyrate) Depolymerase from Pseudomonas stutzeri (T. Hiraishi, T. Ohura, S. Ito, K. Kasuya and Y. Doi)
(7)Macromolecular Chemistry and Physics (1999) 200, 2429-2442 Crystal Structure and Biodegradation of Aliphatic Polyester Crystals (T. Iwata and Y. Doi)
(8)Macromolecules (2000) 33, 5559-5565 Morphology and Crystal Structure of Solution-Grown Poly([R]-3-hydroxyvalerate) Single Crystals (T. Iwata and Y. Doi)
(9)Macromolecules (2000) 33, 9423-9431 Structure and Morphology of the Aliphatic Polyester Poly(β-propiolactone) in Solution-Grown Chain-Folded Lamellar Crystals (Y. Furuhashi, T. Iwata, P. Sikorski, E. Atkins and Y. Doi)
(10)Macromolecules (1998) 31, 1791-1797 Solid-State Structure and Enzymatic Degradabilities for Melt-Crystallized Films of Copolymers of (R)-3-Hydroxybutyric Acid with Different Hydroxyalkanoic Acids (H. Abe, Y. Doi, H. Aoki and T. Akehata)
(11)Biomacromolecules (2000) 4, 704-712, 713-720 Biodegradable Poly(ethylene succinate) (PES). 1. Crystal Growth Kinetics and Morphology 2. Crystal Morphology of Melt-Crystallized Ultrathin Film and Its Change after Enzymatic Degradation (Z. Gan, H. Abe and Y. Doi)
(12)Polymer (2001) 42, 2707-2710 In Situ Observation of Lamellar Growth in Thin Film for Poly[(R)-3-hydroxybutyric acid-co-6-hydroxyhexanoic acid] at a High Crystallization Temperature of 110℃ by Atomic Force Microscopy (Y. Kikkawa, Y. Inoue, H. Abe, T. Iwata and Y. Doi)
Research project
  • Core Research for Evolutional Science and Technology;Social Systems for Better Environment Performance
Information research report
  • (In Japanese)土肥 義治. 環境低負荷型の高分子物質生産システムの開発. 戦略的基礎研究推進事業 環境低負荷型の社会システム. 第3回領域シンポジウム予稿集 平成7年度採択研究代表者,2001. p.29 - 34.