抄録
再生可能資源から合成される生分解性バイオプラスチックであるポリヒドロキシアルカン酸 (PHA) は, 地球温暖化物質である二酸化炭素放出の軽減に有効な環境調和型高分子素材である。PHAの熱的あるいは機械的物性は, PHA共重合体を構成するモノマーユニットの分率に依存することから, モノマー組成をうまく制御することで強度のある繊維から弾性を有するフィルムグレードの素材まで加工できる。しかしながら, PHA生産にかかるコストは, 汎用樹脂として普及している石油系プラスチックと比べて割高になるというのが実用化へのネックとなっていた。
本稿では, まずPHAが微生物細胞内で複数のタンパク質によってうまく品質管理される分子メカニズムについて, 遺伝子発現調節タンパク質PhaRの働きを軸に解説する。PHAのモノ作りに関しては, 進化分子工学という新しいアプローチを駆使したPHA生合成関連酵素の改質を通じて, 量質ともに最適化されてきている進捗状況を紹介する。さらに, 得られた進化酵素を植物の望みの器官に導入発現させることで, 光合成を原動力とした高効率のPHA生産を実現する新しい戦略についても言及する。
