研究テーマ
PETリサイクル用及び海洋環境浄化用PET分解酵素の開発とプラスチック標識タンパク及びプラスチック定量装置の開発
キーワード
固液界面反応、酵素工学、１分子計測
プラスチックは私たちの生活に欠かせない物質ですが、原料である石油の高騰や資源としての供給リスクが顕在化しています。また環境中へ流出してしまったプラスチックによる生態系への影響も危惧されています。そこで使用済みのプラスチックを、温和な条件で酵素により分解しリサイクルする技術や、海洋環境および排水中などで効率的に働く酵素の開発を行っています。酵素の改変は酵素の構造情報をもとに選定し、作成した酵素はX線結晶構造での構造の検証およびどのような性質が改善されたのか生化学的活性検証に加えて１分子計測による吸着及び脱着速度の検証も行っています。またどのようなプラスチックがどの程度存在しているのか簡便に検出定量する技術があれば、現在どの程度の環境汚染をしてしまっており、何らかの対策を行った際にどの程度の効果があるのか検証することができます。そこで各種プラスチックを得意的に検出できるプラスチック吸着タンパク質の開発を行い、プラスチックを染め分けることで種類だけでなく大きさや個数を手軽に測定できるシステムを構築したいと考えています。
Fig. 1 Scheme of PET hydrolase screening
Fig.2 An image structure of plastic detecting domain with fluorescence protein.
参考文献
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Akihiko Nakamura、Naoya Kobayashi、Nobuyasu Koga、Ryota Iino、「Positive Charge Introduction on the Surface of Thermostabilized PET Hydrolase Facilitates PET Binding and Degradation」ACS Catalysis, vol.11、2021年、P8550-8564
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Akihiko Nakamura、Daiki Ishiwata、Akasit Visootsat、Taku Uchiyama、Kenji Mizutani、Satoshi Kaneko、Takeshi Murata、Kiyohiko Igarashi、Ryota Iino、「Domain architecture divergence leads to functional divergence in binding and catalytic domains of bacterial and fungal cellobiohydrolases」 Journal of Biological Chemistry、vol.295、2020年、P14606～14617
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Akihiko Nakamura、Kei-ichi Okazaki、Tadaomi Furuta、Minoru Sakurai、Ryota Iino、「Processive chitinase is Brownian monorail operated by fast catalysis after peeling rail from crystalline chitin」Nature Communications、vol.9、2018年、P3814
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Akihiko Nakamura、Takuya Ishida、Katsuhiro Kusaka、Taro Yamada、Shinya Fushinobu、Ichiro Tanaka、Satoshi Kaneko、Kazunori Ohta、Hiroaki Tanaka、Koji Inaka、Yoshiki Higuchi、Nobuo Niimura、Masahiro Samejima、Kiyohiko Igarashi、「“Newton’s cradle” proton relay with amide-imidic acid tautomerization in inverting cellulase visualized by neutron crystallography」Science Advances vol.1、2015年、pe1500263
