Pichia sp.によるポリヒドロキシアルカノエート (PHA) 合成の評価ベトナムで分離されたTSLS24酵母

Scientific Reports volume 13、記事番号: 3137 (2023) この記事を引用

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従来の化石ベースのプラスチックや原油資源の枯渇による環境問題への関心の高まりを受けて、ポリヒドロキシアルカノエート（PHA）は、さまざまな条件下での高い生分解性や加工の柔軟性などの優れた特性により、科学者や生分解性ポリマー市場から大きな関心を集めています。 通常の細菌や好塩性細菌、藻類を含む多くのポリヒドロキシアルカノエートを合成する微生物が、ポリヒドロキシアルカノエートの生産におけるパフォーマンスについて研究されてきました。 しかし、私たちの知る限り、PHA を産生する海洋酵母に関する研究はまだ限られています。 本研究では、ベトナムの南沙島から単離された好塩性酵母株を、ナイルレッド色素を含むZobell海洋寒天培地（ZMA）中で増殖させることにより、ポリヒドロキシアルカノエート生合成におけるその可能性を調べた。 この株は、26S rDNA分析によりPichia kudriavzevii TSLS24として同定され、コードOL757724でGenbankデータベースに登録された。 合成されたポリヒドロキシアルカノエートの量は、細胞内物質 (ポリ(3-ヒドロキシ酪酸) -PHB と予測される) を重量法で測定することによって定量され、その後、フーリエ変換赤外 (FTIR) 分光分析および核磁気共鳴 (NMR) 分光分析によって確認されました。 20および10 gL-1のグルコースおよび酵母エキスを添加した35℃およびpH 7の最適な増殖条件下で、単離株は7日後にポリ(3-ヒドロキシ酪酸)含量および濃度43.4%および1.8 gL-1を達成した。栽培の。 製造されたポリ(3-ヒドロキシ酪酸)は、海水中で28日間インキュベートした後の分解率28%という優れた生分解性を示しました。

生分解性プラスチックとは、自然環境中に放出されると、一定の条件下で酵母、菌類、細菌、放線菌などの生物によって分解されるプラスチック製品です。 生分解性プラスチックは、従来の石油プラスチックによって引き起こされる汚染問題を軽減する可能性が期待できるため、現在、需要が急増しています。 したがって、ポリ乳酸 (PLA) やポリヒドロキシアルカノエート (PHA) を含むバイオプラスチックに関する多くの研究が報告されています。 バイオプラスチックの中でも PHA は生物学的に合成され、海水などの塩分環境下でも微生物によって完全に分解されます1。 PHA は、その生分解性と堆肥化可能な特性に加えて、構造の大きな多様性に応じて、所望の特性を備えたさまざまな形態に簡単に変換できるため、工業規模での生産の有望な可能性を秘めています2。 これらは、医療用途や、接着剤、フィルム、成形品、紙コーティング、包装、不織布、機能性添加剤の製造における有望な可能性を実証しました3。

自然界では、PHA は主に不溶性粒子の形で微生物の細胞質内に蓄積されます。 炭素源の過剰または窒素、リン、硫黄、さらには酸素などの栄養源の欠乏による栄養素の不均衡に続いて、高分子量（103 ～ 104 個のモノマー、サイズ 0.2 ～ 0.5 μm、および粒子は細胞あたり 5 ～ 13 個）、炭素源の移動を介して細胞内酵素系によって形成されると考えられます4。 これらの不溶性粒子は細胞の炭素貯蔵およびエネルギー貯蔵として機能し、高濃度で蓄積しても細胞浸透圧に影響を与えません1。 シュードモナス、バチルス、アルカリゲネス、アゾトバクター、バークホルデリア、およびハロモナス、ハロフェリックスなどの好塩性細菌を含む、さまざまな種類の PHA 生成細菌に関する多くの研究が行われています5、6。