研究チームプロフィール

高分子合成酵素の構造と機能を総合的に調べ、構造生物学の知見をベースに触媒構造を最適化し、有用な高性能酵素を創製することが目的です。バイオマス由来のモノマーを有用な高分子物質に変換する重合酵素の探索・設計等、高性能バイオプラスチックを生産する実用プロセスの開発を目指します。

チームリーダー：沼田 圭司

研究概要

本研究チームでは、高分子合成酵素（ポリエステル合成酵素、ポリアミド合成酵素）およびそれらを含む微生物を用いて、バイオマスから高性能バイオポリマーを効率良く生産するシステムを開発する。分子設計を基盤として、酵素または微生物を合目的に高性能化することにより、高効率かつ合理的にバイオマスを資源化する反応システムの構築を目指す。特に、最終産物として、バイオプラスチック素材となるポリヒドロキシアルカン酸（PHA）および新規ポリアミドポリマーに焦点を絞って研究を遂行する。
高分子合成酵素および分解酵素の構造と機能との相関を総合的に調べ、構造生物学の知見をベースに触媒構造を最適化し、合成生物学、タンパク質工学、遺伝子工学、錯体化学、ナノサイエンスなどの科学と技術を基盤として、工業的に有用な高性能酵素およびその反応系を創製する。バイオマスから新規に合成したバイオポリマーは、汎用構造材料に加えて医療用材料、環境再生材料としての応用を目指し、バイオマスを原料とする生物化学産業の基盤の確立に貢献する。
具体的には、(1)PHA合成酵素の結晶構造解析および反応機構の解明、(2)実用物性を有する新規PHAの合成および二酸化炭素を炭素源とするPHA生産システムの開発、(3)新規ポリアミドポリマーの酵素重合法の開発、(4)バイオマテリアル素材としてのポリアミドポリマーの材料設計、以上の4課題を中心に進める。