JP2816777B2 - 共重合体及びその製造方法 - Google Patents
共重合体及びその製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規な共重合体、その製
造方法ならびにそれに使用する微生物に関する。詳しく
は自然環境(土中、河川、海中)の下で微生物の作用を
受けて分解するプラスチック様高分子およびその製造方
法に関するものである。
造方法ならびにそれに使用する微生物に関する。詳しく
は自然環境(土中、河川、海中)の下で微生物の作用を
受けて分解するプラスチック様高分子およびその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術・発明が解決しようとする課題】現在まで
数多くの微生物において、エネルギー貯蔵物質としてポ
リエステルを菌体内に蓄積することが知られている。そ
の代表例がポリ−β−ヒドロキシブチレート(以下、P
(3HB)と略す)であり、下記の式(2)で示される
モノマーユニット(3HB)からなるホモポリマーであ
る。
数多くの微生物において、エネルギー貯蔵物質としてポ
リエステルを菌体内に蓄積することが知られている。そ
の代表例がポリ−β−ヒドロキシブチレート(以下、P
(3HB)と略す)であり、下記の式(2)で示される
モノマーユニット(3HB)からなるホモポリマーであ
る。
【0003】
【化4】
【0004】P(3HB)は確かに自然環境中で生物的
に分解するいわゆる生分解性プラスチックであるが、高
分子材料としてみた場合、結晶性が高く、硬く、かつ脆
い性質を持っており、実用的には不十分であった。この
ような欠点を克服する方法として、ポリエステルを構成
しているモノマーユニットとして3HB以外の構造的に
異なるモノマーユニットを組み込むことが提案されてい
る。この方法は大別すると次の2通りに分けることがで
きる。
に分解するいわゆる生分解性プラスチックであるが、高
分子材料としてみた場合、結晶性が高く、硬く、かつ脆
い性質を持っており、実用的には不十分であった。この
ような欠点を克服する方法として、ポリエステルを構成
しているモノマーユニットとして3HB以外の構造的に
異なるモノマーユニットを組み込むことが提案されてい
る。この方法は大別すると次の2通りに分けることがで
きる。
【0005】(1) 特開昭57−150393号公
報、特開昭58−69225号公報、特開昭63−26
9989号公報、特開昭64−48821号公報、特開
平1−156320号公報によれば、本来P(3HB)
を産生する微生物であるアルカリゲネス・ユートロファ
スを用い、炭素源として炭素数が奇数個のカルボン酸、
例えばプロピオン酸や吉草酸を与えることにより、3H
Bと共にβ−ヒドロキシバリレート(式(3)で示され
るモノマーユニット、3HVと略す)をポリエステルの
構成モノマーとする共重合体P(3HB−CO−3H
V)が得られる。同様に炭素源として4−ヒドロキシ酪
酸やγ−ブチロラクトンを与えることにより、3HBと
共に4−ヒドロキシブチレート(式(4)で示されるモ
ノマーユニット、4HBと略す)をポリエステルの構成
モノマーとする共重合体P(3HB−CO−4HB)が
得られることが報告されている。
報、特開昭58−69225号公報、特開昭63−26
9989号公報、特開昭64−48821号公報、特開
平1−156320号公報によれば、本来P(3HB)
を産生する微生物であるアルカリゲネス・ユートロファ
スを用い、炭素源として炭素数が奇数個のカルボン酸、
例えばプロピオン酸や吉草酸を与えることにより、3H
Bと共にβ−ヒドロキシバリレート(式(3)で示され
るモノマーユニット、3HVと略す)をポリエステルの
構成モノマーとする共重合体P(3HB−CO−3H
V)が得られる。同様に炭素源として4−ヒドロキシ酪
酸やγ−ブチロラクトンを与えることにより、3HBと
共に4−ヒドロキシブチレート(式(4)で示されるモ
ノマーユニット、4HBと略す)をポリエステルの構成
モノマーとする共重合体P(3HB−CO−4HB)が
得られることが報告されている。
【0006】
【化5】
【0007】
【化6】
【0008】(2) 特開昭63−226291号公報
によれば、炭化水素資化菌であるシュードモナス・オレ
オボランスATCC29347に炭素源としてアルカン
を与えることにより、炭素数が6〜12までの3−ヒド
ロキシアルカノエート(3HAと略す)をモノマーユニ
ットとする共重合体P(3HA)を発酵合成することが
できることが報告されている。ここで、3HAの各モノ
マーユニット構造と炭素数との関係を明確に表現するた
めに、このモノマーユニットをCx ユニットと呼ぶこと
とする。
によれば、炭化水素資化菌であるシュードモナス・オレ
オボランスATCC29347に炭素源としてアルカン
を与えることにより、炭素数が6〜12までの3−ヒド
ロキシアルカノエート(3HAと略す)をモノマーユニ
ットとする共重合体P(3HA)を発酵合成することが
できることが報告されている。ここで、3HAの各モノ
マーユニット構造と炭素数との関係を明確に表現するた
めに、このモノマーユニットをCx ユニットと呼ぶこと
とする。
【0009】
【化7】
【0010】前記公報によれば3HBはC4 ユニット、
3HVはC5 ユニットであり、シュードモナス・オレオ
ボランスはC6 〜C12ユニットからなる共重合体を菌体
内に合成し、蓄積する性質を有している。また、Applie
d and Environmental Microbiology、1988、197
7〜1982頁には、シュードモナス・オレオボランス
がポリエステルを合成するには、炭素源であるアルカン
の炭素数が少なくとも6個必要であり、また炭素数が1
2個以上のアルカンを加えてもC12ユニットを越えるユ
ニットは合成されないことが示されている。
3HVはC5 ユニットであり、シュードモナス・オレオ
ボランスはC6 〜C12ユニットからなる共重合体を菌体
内に合成し、蓄積する性質を有している。また、Applie
d and Environmental Microbiology、1988、197
7〜1982頁には、シュードモナス・オレオボランス
がポリエステルを合成するには、炭素源であるアルカン
の炭素数が少なくとも6個必要であり、また炭素数が1
2個以上のアルカンを加えてもC12ユニットを越えるユ
ニットは合成されないことが示されている。
【0011】このように現在のところ、2つのタイプの
共重合体が提示されている。即ち、(1)のタイプの共
重合体は側鎖のメチレン基数が少なく、物性的にはプラ
スチック様高分子であり、(2)のタイプの共重合体は
側鎖のメチレン基数が多く、物性的にはゲル状高分子で
ある。このうち、前記(2)のタイプの高分子について
は融点(Tm)が40〜60℃程度と非常に低く、硬さ
を保持できないのが欠点であり、現在のところ実用的な
価値を見出すに至っていないのが実状である。
共重合体が提示されている。即ち、(1)のタイプの共
重合体は側鎖のメチレン基数が少なく、物性的にはプラ
スチック様高分子であり、(2)のタイプの共重合体は
側鎖のメチレン基数が多く、物性的にはゲル状高分子で
ある。このうち、前記(2)のタイプの高分子について
は融点(Tm)が40〜60℃程度と非常に低く、硬さ
を保持できないのが欠点であり、現在のところ実用的な
価値を見出すに至っていないのが実状である。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者らは炭素数14
〜22の長鎖脂肪酸ないし、このような長鎖脂肪酸から
なるドリグリセライドを資化して菌体内にポリエステル
を蓄積する微生物を探索していたところ、側鎖のメチレ
ン基が非常に長く(C16ユニットまで)、また、側鎖に
二重結合を有するランダム共重合体を蓄積する菌株を発
見し、さらに研究を重ねて本発明を完成するに至った。
〜22の長鎖脂肪酸ないし、このような長鎖脂肪酸から
なるドリグリセライドを資化して菌体内にポリエステル
を蓄積する微生物を探索していたところ、側鎖のメチレ
ン基が非常に長く(C16ユニットまで)、また、側鎖に
二重結合を有するランダム共重合体を蓄積する菌株を発
見し、さらに研究を重ねて本発明を完成するに至った。
【0013】 即ち、本発明の要旨は、 (1)一般式(1)で示される炭素数4、6、8、1
0、12、14および16の単位からなる共重合体、
0、12、14および16の単位からなる共重合体、
【化8】 (式中、Yは二重結合を1〜4個含んでいてもよい炭素
数1〜13の炭化水素残基を示す。但し、Yが二重結合
を含む場合、二重結合がYの末端に存在する場合を除
く。) (2)前記(1)記載の共重合体の合成能を有するシュ
ードモナス・フルオレセンス。 (3)シュードモナス属の微生物を用いた前記(1)記
載の共重合体の製造方法に関する。
数1〜13の炭化水素残基を示す。但し、Yが二重結合
を含む場合、二重結合がYの末端に存在する場合を除
く。) (2)前記(1)記載の共重合体の合成能を有するシュ
ードモナス・フルオレセンス。 (3)シュードモナス属の微生物を用いた前記(1)記
載の共重合体の製造方法に関する。
【0014】 一般式(1)において、Yは二重結合を
1〜4個含んでいてもよい炭素数1〜13の炭化水素残
基を示すものである。この内、二重結合を有するものと
しては、具体的には次のようなものが挙げられる。 CH3−(CH2)7−CH=CH−CH2− CH3−(CH2)7−CH=CH−(CH2)3− CH3−(CH2)4−CH=CH−、 CH3−(CH2)4−CH=CH−(CH2)2−、 CH3−(CH2)4−CH=CH−CH2−CH=C
H−CH2− CH3−(CH2)4−CH=CH−CH2−CH=C
H−(CH2)3− CH3−CH2−CH=CH−CH2−、 CH3−(CH2−CH=CH)2−、 CH3−(CH2−CH=CH)2−(CH2)2−、 CH3−(CH2−CH=CH) 3 −CH2− CH3−(CH2−CH=CH)3−(CH2)3− このように本発明の共重合体は、C4〜C16の幅広い
モノマーユニットからなる3HAであり、側鎖に二重結
合を含んでいてもよいC4〜C16ユニットまでのユニ
ットが無秩序に配列したランダム共重合体である。
1〜4個含んでいてもよい炭素数1〜13の炭化水素残
基を示すものである。この内、二重結合を有するものと
しては、具体的には次のようなものが挙げられる。 CH3−(CH2)7−CH=CH−CH2− CH3−(CH2)7−CH=CH−(CH2)3− CH3−(CH2)4−CH=CH−、 CH3−(CH2)4−CH=CH−(CH2)2−、 CH3−(CH2)4−CH=CH−CH2−CH=C
H−CH2− CH3−(CH2)4−CH=CH−CH2−CH=C
H−(CH2)3− CH3−CH2−CH=CH−CH2−、 CH3−(CH2−CH=CH)2−、 CH3−(CH2−CH=CH)2−(CH2)2−、 CH3−(CH2−CH=CH) 3 −CH2− CH3−(CH2−CH=CH)3−(CH2)3− このように本発明の共重合体は、C4〜C16の幅広い
モノマーユニットからなる3HAであり、側鎖に二重結
合を含んでいてもよいC4〜C16ユニットまでのユニ
ットが無秩序に配列したランダム共重合体である。
【0015】本発明の微生物は、前記のような共重合体
の合成能を有するシュードモナス・フルオレセンスであ
れば特に限定されるものではない。シュードモナス・フ
ルオレセンスの菌学的性質はFA−031株について示
される表1のとおりである。
の合成能を有するシュードモナス・フルオレセンスであ
れば特に限定されるものではない。シュードモナス・フ
ルオレセンスの菌学的性質はFA−031株について示
される表1のとおりである。
【0016】
【表1】
【0017】このような本発明の微生物の具体例として
見いだされたFA−031株は、兵庫県高砂市高砂町宮
前町の土壌から分離されたものであり、微工研条寄第3
433号として寄託されている。
見いだされたFA−031株は、兵庫県高砂市高砂町宮
前町の土壌から分離されたものであり、微工研条寄第3
433号として寄託されている。
【0018】本発明の微生物を分離し、ついで本発明の
共重合体を製造するには以下のようにして行なうことが
できる。 (1)まず、長鎖脂肪酸(炭素数14〜22)を唯一の
炭素源とした選択培地上で生育するシュードモナス属の
菌株の中から、(2)さらに長鎖脂肪酸を炭素源として
ポリエステル誘導培養を行ない、ポリエステルを合成す
る菌株を単離し、(3)(2)で得られた菌株の中から
さらに長鎖の3−ヒドロキシアシルCoAに作用するポ
リメラーゼを有する菌株を分離し、(4)(3)で得ら
れた菌株を用いて天然に存在する飽和のあるいは不飽和
度の異なる不飽和の長鎖脂肪酸を炭素源として窒素源制
限下でポリエステルを発酵合成する。
共重合体を製造するには以下のようにして行なうことが
できる。 (1)まず、長鎖脂肪酸(炭素数14〜22)を唯一の
炭素源とした選択培地上で生育するシュードモナス属の
菌株の中から、(2)さらに長鎖脂肪酸を炭素源として
ポリエステル誘導培養を行ない、ポリエステルを合成す
る菌株を単離し、(3)(2)で得られた菌株の中から
さらに長鎖の3−ヒドロキシアシルCoAに作用するポ
リメラーゼを有する菌株を分離し、(4)(3)で得ら
れた菌株を用いて天然に存在する飽和のあるいは不飽和
度の異なる不飽和の長鎖脂肪酸を炭素源として窒素源制
限下でポリエステルを発酵合成する。
【0019】 ここで用いられる炭素源としては、炭素
数14〜22の長鎖脂肪酸もしくはそれらの低級アルコ
ールエステル、または炭素数14〜22の長鎖脂肪酸か
ら構成されるトリグリセライドが挙げられる。炭素数1
4〜22の長鎖脂肪酸としては、例えばオレイン酸、リ
ノール酸、α−リノレン酸等が好適に用いられる。ま
た、炭素数14〜22の長鎖脂肪酸から構成される植物
油または動物油も使用することができる。例えば、炭素
源として炭素数18で9位に二重結合を有する不飽和脂
肪酸であるオレイン酸を与えて、ポリエステル合成を行
なわせるとC14、C16ユニットに二重結合鎖のある
共重合体が得られる。
数14〜22の長鎖脂肪酸もしくはそれらの低級アルコ
ールエステル、または炭素数14〜22の長鎖脂肪酸か
ら構成されるトリグリセライドが挙げられる。炭素数1
4〜22の長鎖脂肪酸としては、例えばオレイン酸、リ
ノール酸、α−リノレン酸等が好適に用いられる。ま
た、炭素数14〜22の長鎖脂肪酸から構成される植物
油または動物油も使用することができる。例えば、炭素
源として炭素数18で9位に二重結合を有する不飽和脂
肪酸であるオレイン酸を与えて、ポリエステル合成を行
なわせるとC14、C16ユニットに二重結合鎖のある
共重合体が得られる。
【0020】 また、炭素源として、炭素数18の不飽
和脂肪酸であるリノール酸(9、12位に二重結合を有
する)、またはα−リノレン酸(9、12、15位に二
重結合を有する)を与えてポリエステル合成すると、リ
ノール酸の場合、(C10)、C12、C14、C16
ユニットに、α−リノレン酸の場合C8、C10、C
12、C14、C16ユニットに、二重結合鎖が側鎖に
存在している共重合体が得られる(但し、リノール酸を
炭素源とした場合、C10ユニットはほとんど飽和化し
たヒドロキシ酸である)。
和脂肪酸であるリノール酸(9、12位に二重結合を有
する)、またはα−リノレン酸(9、12、15位に二
重結合を有する)を与えてポリエステル合成すると、リ
ノール酸の場合、(C10)、C12、C14、C16
ユニットに、α−リノレン酸の場合C8、C10、C
12、C14、C16ユニットに、二重結合鎖が側鎖に
存在している共重合体が得られる(但し、リノール酸を
炭素源とした場合、C10ユニットはほとんど飽和化し
たヒドロキシ酸である)。
【0021】一方、炭素源として炭素数18の飽和脂肪
酸であるステアリン酸を与えると、得られる共重合体の
すべてのユニットは飽和(二重結合は存在しない)のユ
ニットである。
酸であるステアリン酸を与えると、得られる共重合体の
すべてのユニットは飽和(二重結合は存在しない)のユ
ニットである。
【0022】このように本発明の製造方法により、天然
に存在する油脂を原料として側鎖に長鎖メチレン基を有
する共重合体、あるいは共重合体の側鎖に二重結合を含
んだ不飽和ユニットを有するポリエステルを発酵合成す
ることができる。このような知見から、本発明の製造方
法においてシュードモナス属の微生物を用いた場合、脂
肪酸のβ−酸化の中間代謝物である3−ヒドロキシアシ
ルCoAがポリメラーゼの基質として作用し、モノマー
ユニットを形成していると考えられる。
に存在する油脂を原料として側鎖に長鎖メチレン基を有
する共重合体、あるいは共重合体の側鎖に二重結合を含
んだ不飽和ユニットを有するポリエステルを発酵合成す
ることができる。このような知見から、本発明の製造方
法においてシュードモナス属の微生物を用いた場合、脂
肪酸のβ−酸化の中間代謝物である3−ヒドロキシアシ
ルCoAがポリメラーゼの基質として作用し、モノマー
ユニットを形成していると考えられる。
【0023】ところで、前記のように特開昭63−22
6291号公報において、ヴィゾルトはシュードモナス
・オレオボランスに炭素源としてn−アルカンを与え
て、C6 〜C12ユニットのP(3HA)を発酵合成して
いるが、この中でオレイン酸やリノール酸も炭素源とし
て与えているが、これらの脂肪酸を用いても得られたポ
リエステルはC6 〜C12ユニットのP(3HA)であっ
て、本発明のごとくC4 〜C16のP(3HA)は得られ
ていない。
6291号公報において、ヴィゾルトはシュードモナス
・オレオボランスに炭素源としてn−アルカンを与え
て、C6 〜C12ユニットのP(3HA)を発酵合成して
いるが、この中でオレイン酸やリノール酸も炭素源とし
て与えているが、これらの脂肪酸を用いても得られたポ
リエステルはC6 〜C12ユニットのP(3HA)であっ
て、本発明のごとくC4 〜C16のP(3HA)は得られ
ていない。
【0024】また、シュレーゲルらはApplied and Envi
ronmental Microbiology、vol. 56,No. 11, 1990におい
て、シュードモナス属50数株を用いてオクタノエート
を炭素源としてポリエステルを合成しているが、これに
よると、やはりC6 〜C12ユニットのP(3HA)であ
った。このような知見は、C4 〜C16ユニットからなる
P(3HA)が、長鎖3−ヒドロキシアシルCoAとの
親和力の強いポリメラーゼを有する菌株を用いて、長鎖
脂肪酸を炭素源とすることによって得られるものであ
り、本発明の方法によって初めて達成できることを意味
している。
ronmental Microbiology、vol. 56,No. 11, 1990におい
て、シュードモナス属50数株を用いてオクタノエート
を炭素源としてポリエステルを合成しているが、これに
よると、やはりC6 〜C12ユニットのP(3HA)であ
った。このような知見は、C4 〜C16ユニットからなる
P(3HA)が、長鎖3−ヒドロキシアシルCoAとの
親和力の強いポリメラーゼを有する菌株を用いて、長鎖
脂肪酸を炭素源とすることによって得られるものであ
り、本発明の方法によって初めて達成できることを意味
している。
【0025】本発明の微生物を用いてポリエステルを発
酵合成するには、従来から知られている窒素源の制限条
件下で培養することによって容易に得られるが、一般的
には炭素源以外の必須栄養源、例えばリン、ミネラル、
ビタミン等を制限してもポリエステルは誘導される。こ
の場合、菌体の増殖は抑えられるので、ポリエステルの
発酵合成は2段方式で行なわれることが多い、1段目は
菌体の増殖を目的とするものであり、栄養源が豊富な条
件下で培養される。この際、菌体はポリエステル合成を
殆ど行なうことはないので、炭素源としては脂肪酸に限
らず、資化可能なものであれば自由に選択することがで
きる。2段目は1段目で生育(増殖)した菌体を洗浄回
収して新たに炭素源を与えてポリエステルを誘導培養さ
せるので、この2段目の培養条件が重要である。2段目
において与えられる炭素源は、ポリエステル合成の原料
であり、この炭素源構造がポリエステルの構造を決定す
ると言ってもよい。従って、本発明において炭素源とは
この2段目で与えられる炭素源を意味している。このと
き窒素源も制限される。この際のC/N比は7以上が好
ましく、窒素源を加えなくてもポリエステルの誘導は可
能である。C/N比が7より小さいと炭素源は菌体の増
殖のためのエネルギー代謝用、菌体構成成分の合成用に
消費され、ポリエステルの合成に使用される量が減少し
てポリエステル収率が著しく低下する。また、この2段
目の培養条件としては、通常pH6〜8、温度25〜3
5℃、通気量0.5〜2vvm、培養時間24〜48h
rである。
酵合成するには、従来から知られている窒素源の制限条
件下で培養することによって容易に得られるが、一般的
には炭素源以外の必須栄養源、例えばリン、ミネラル、
ビタミン等を制限してもポリエステルは誘導される。こ
の場合、菌体の増殖は抑えられるので、ポリエステルの
発酵合成は2段方式で行なわれることが多い、1段目は
菌体の増殖を目的とするものであり、栄養源が豊富な条
件下で培養される。この際、菌体はポリエステル合成を
殆ど行なうことはないので、炭素源としては脂肪酸に限
らず、資化可能なものであれば自由に選択することがで
きる。2段目は1段目で生育(増殖)した菌体を洗浄回
収して新たに炭素源を与えてポリエステルを誘導培養さ
せるので、この2段目の培養条件が重要である。2段目
において与えられる炭素源は、ポリエステル合成の原料
であり、この炭素源構造がポリエステルの構造を決定す
ると言ってもよい。従って、本発明において炭素源とは
この2段目で与えられる炭素源を意味している。このと
き窒素源も制限される。この際のC/N比は7以上が好
ましく、窒素源を加えなくてもポリエステルの誘導は可
能である。C/N比が7より小さいと炭素源は菌体の増
殖のためのエネルギー代謝用、菌体構成成分の合成用に
消費され、ポリエステルの合成に使用される量が減少し
てポリエステル収率が著しく低下する。また、この2段
目の培養条件としては、通常pH6〜8、温度25〜3
5℃、通気量0.5〜2vvm、培養時間24〜48h
rである。
【0026】炭素源としては、パルミチン酸、ステアリ
ン酸、オレイン酸、リノール酸、α−リノレン酸等の炭
素数14〜22の脂肪酸やそれらの低級アルコールエス
テルを用いることができるし、天然油脂であるコーン
油、サフラワー油、サンフラワー油、オリーブ油、大豆
油、なたね油、パーム油、やし油等の植物油や魚油、鯨
油、豚脂、牛脂等の動物油を用いることもできる。ま
た、これらの炭素源の混合物を調製してモノマーユニッ
ト組成を自由にコントロールすることも可能である。
ン酸、オレイン酸、リノール酸、α−リノレン酸等の炭
素数14〜22の脂肪酸やそれらの低級アルコールエス
テルを用いることができるし、天然油脂であるコーン
油、サフラワー油、サンフラワー油、オリーブ油、大豆
油、なたね油、パーム油、やし油等の植物油や魚油、鯨
油、豚脂、牛脂等の動物油を用いることもできる。ま
た、これらの炭素源の混合物を調製してモノマーユニッ
ト組成を自由にコントロールすることも可能である。
【0027】発酵合成された共重合体の菌体からの回収
は、常法により行なうことができる。例えば、培養終了
後、菌体を蒸留水およびメタノール等により洗浄し、遠
心分離、ろ過等により菌体除去後、抽出液にメタノール
を加えて共重合体を沈澱回収することができる。
は、常法により行なうことができる。例えば、培養終了
後、菌体を蒸留水およびメタノール等により洗浄し、遠
心分離、ろ過等により菌体除去後、抽出液にメタノール
を加えて共重合体を沈澱回収することができる。
【0028】
【実施例】以下、本発明を具体的に実施例により説明す
るが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものでは
ない。 実施例1 微生物のスクリーニングには、次に示すようなオレイン
酸を唯一の炭素源とする培地を用いて、次の培地組成
(スクリーニング用)からなるものに水を加えて全量1
リットルとし(pH7.0)、培地を調製した。 オレイン酸 10g NH4 NO3 5g KH2 PO4 1.5g K2 HPO4 1.5g MgSO4 ・7H2 O 0.25g イーストエキス 0.1g Tween 20 0.5g
るが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものでは
ない。 実施例1 微生物のスクリーニングには、次に示すようなオレイン
酸を唯一の炭素源とする培地を用いて、次の培地組成
(スクリーニング用)からなるものに水を加えて全量1
リットルとし(pH7.0)、培地を調製した。 オレイン酸 10g NH4 NO3 5g KH2 PO4 1.5g K2 HPO4 1.5g MgSO4 ・7H2 O 0.25g イーストエキス 0.1g Tween 20 0.5g
【0029】土壌懸濁液を30℃、24〜48時間浸透
培養し、集積培養を行なって生育してくる微生物を平板
培地上で単離し、オレイン酸資化菌466株を得た。次
にこれらの菌株を前記の培地からNH4 NO3 を省いた
培地を用いて30℃、48時間培養し、位相差顕微鏡で
菌体を観察し、菌体内に顆粒を形成する菌株79株を分
離した。次に顆粒を形成する菌株79株について、これ
らを凍結乾燥後、クロロホルムで50℃、2時間抽出処
理し、さらにメタノールをクロロホルムの5〜10倍量
添加して沈澱物(ポリエステル)を回収、乾燥した。こ
のようにして得られた沈澱物を硫酸酸性下でメタノリシ
スを行ない、これをガスクロマトグラフ分析にかけて、
ポリエステルのモノマーユニット体であることを確認す
ると共に、ユニット構成を調べた。その結果、27株が
C4 〜C16ユニットからなるP(3HA)を発酵合成す
ることが確かめられた。その中の1株はシュードモナス
・フルオレセンスFA−031と同定され、微工研条寄
第3433号として寄託されている。
培養し、集積培養を行なって生育してくる微生物を平板
培地上で単離し、オレイン酸資化菌466株を得た。次
にこれらの菌株を前記の培地からNH4 NO3 を省いた
培地を用いて30℃、48時間培養し、位相差顕微鏡で
菌体を観察し、菌体内に顆粒を形成する菌株79株を分
離した。次に顆粒を形成する菌株79株について、これ
らを凍結乾燥後、クロロホルムで50℃、2時間抽出処
理し、さらにメタノールをクロロホルムの5〜10倍量
添加して沈澱物(ポリエステル)を回収、乾燥した。こ
のようにして得られた沈澱物を硫酸酸性下でメタノリシ
スを行ない、これをガスクロマトグラフ分析にかけて、
ポリエステルのモノマーユニット体であることを確認す
ると共に、ユニット構成を調べた。その結果、27株が
C4 〜C16ユニットからなるP(3HA)を発酵合成す
ることが確かめられた。その中の1株はシュードモナス
・フルオレセンスFA−031と同定され、微工研条寄
第3433号として寄託されている。
【0030】実施例2 シュードモナス・フルオレセンスFA−031を次に示
す培地を用いて30℃、48時間振盪培養した。即ち、
次の培地組成からなるものに水を加えて全量1リットル
とし(pH7.0)、培地を調製した。 肉エキス 5g ペプトン 5g イーストエキス 2g KH2 PO4 1.5g K2 HPO4 1.5g MgSO4 ・7H2 O 0.1g 培養終了後、培養ブロスを遠心分離して菌体を回収し、
さらに次に示す培地中に菌体を全量加えて、30℃、2
4時間振盪培養した。即ち、次の培地組成からなるもの
に水を加えて全量1リットルとし(pH7.0)、培地を
調製した。 オレイン酸 10g KH2 PO4 1.5g K2 HPO4 1.5g MgSO4 ・7H2 O 0.25g Tween 85 0.5g 培養終了後、菌体を蒸留水およびメタノールで洗浄し、
減圧乾燥して乾燥菌体を得た。このようにして得られた
乾燥菌体をクロロホルムで50℃、2時間抽出処理し
た。菌体除去後、クロロホルム抽出液にメタノールを1
0倍量加えてポリエステルを沈澱回収した。得られたポ
リエステルを硫酸酸性下で110℃、140分メタノリ
シスを行ない、モノマー体をメチルエステルとしてキャ
ピラリーガスクロマトグラフにより昇温分析した。その
結果を表2に示した。
す培地を用いて30℃、48時間振盪培養した。即ち、
次の培地組成からなるものに水を加えて全量1リットル
とし(pH7.0)、培地を調製した。 肉エキス 5g ペプトン 5g イーストエキス 2g KH2 PO4 1.5g K2 HPO4 1.5g MgSO4 ・7H2 O 0.1g 培養終了後、培養ブロスを遠心分離して菌体を回収し、
さらに次に示す培地中に菌体を全量加えて、30℃、2
4時間振盪培養した。即ち、次の培地組成からなるもの
に水を加えて全量1リットルとし(pH7.0)、培地を
調製した。 オレイン酸 10g KH2 PO4 1.5g K2 HPO4 1.5g MgSO4 ・7H2 O 0.25g Tween 85 0.5g 培養終了後、菌体を蒸留水およびメタノールで洗浄し、
減圧乾燥して乾燥菌体を得た。このようにして得られた
乾燥菌体をクロロホルムで50℃、2時間抽出処理し
た。菌体除去後、クロロホルム抽出液にメタノールを1
0倍量加えてポリエステルを沈澱回収した。得られたポ
リエステルを硫酸酸性下で110℃、140分メタノリ
シスを行ない、モノマー体をメチルエステルとしてキャ
ピラリーガスクロマトグラフにより昇温分析した。その
結果を表2に示した。
【0031】
【表2】
【0032】その結果、オレイン酸を炭素源とした場
合、得られる共重合体はC4 〜C16ユニットからなって
おり、C14、C16ユニットに二重結合が確認され、他の
ユニットは飽和であった。この知見よりオレイン酸がβ
−酸化を受けつつ、中間代謝物である3−ヒドロキシア
シルCoAがポリメラーゼの作用でポリエステルのユニ
ットを形成していると考えられる。このようにシュード
モナス・フルオレンセスは炭素源である脂肪酸残基をポ
リエステル側鎖に形成するようなポリエステル合成を行
なっていることが明らかとなった。
合、得られる共重合体はC4 〜C16ユニットからなって
おり、C14、C16ユニットに二重結合が確認され、他の
ユニットは飽和であった。この知見よりオレイン酸がβ
−酸化を受けつつ、中間代謝物である3−ヒドロキシア
シルCoAがポリメラーゼの作用でポリエステルのユニ
ットを形成していると考えられる。このようにシュード
モナス・フルオレンセスは炭素源である脂肪酸残基をポ
リエステル側鎖に形成するようなポリエステル合成を行
なっていることが明らかとなった。
【0033】実施例3 炭素源としてリノール酸を用いることの他は、実施例2
と同様の実験を行なった。分析の結果を表2に示した
が、ポリエステルはC4 〜C16ユニットからなってお
り、C10、C12、C14、C16ユニットに二重結合が認め
られた。但し、C10ユニットは飽和化したC10が組成的
には大半であり、不飽和ピークはわずかであった。
と同様の実験を行なった。分析の結果を表2に示した
が、ポリエステルはC4 〜C16ユニットからなってお
り、C10、C12、C14、C16ユニットに二重結合が認め
られた。但し、C10ユニットは飽和化したC10が組成的
には大半であり、不飽和ピークはわずかであった。
【0034】実施例4 炭素源としてはα−リノレン酸を用いることの他は、実
施例2と同様の実験を行なった。分析の結果を表2に示
したが、ポリエステルはC4 〜C16ユニットからなって
おり、C8 、C10、C12、C14、C16ユニットに二重結
合が認められた。
施例2と同様の実験を行なった。分析の結果を表2に示
したが、ポリエステルはC4 〜C16ユニットからなって
おり、C8 、C10、C12、C14、C16ユニットに二重結
合が認められた。
【0035】実施例5 炭素源としてはステアリン酸を用いることの他は、実施
例2と同様の実験を行なった。分析の結果を表2に示し
たが、ポリエステルはC4 〜C16ユニットからなってお
り、これらのユニットはすべて飽和であり、二重結合は
全く存在しなかった。
例2と同様の実験を行なった。分析の結果を表2に示し
たが、ポリエステルはC4 〜C16ユニットからなってお
り、これらのユニットはすべて飽和であり、二重結合は
全く存在しなかった。
【0036】実施例6 炭素源としてはステアリン酸メチルを用いることの他
は、実施例2と同様の実験を行なった。分析の結果、実
施例5と全く同じであった。
は、実施例2と同様の実験を行なった。分析の結果、実
施例5と全く同じであった。
【0037】実施例7 炭素源としてはトリオレイン(オリーブ油)を用いるこ
との他は、実施例2と同様の実験を行なった。分析の結
果、実施例2とほとんど同じ結果であり、脂肪酸のかわ
りにトリグリセライドを用いても同様の結果を得ること
が確認された。
との他は、実施例2と同様の実験を行なった。分析の結
果、実施例2とほとんど同じ結果であり、脂肪酸のかわ
りにトリグリセライドを用いても同様の結果を得ること
が確認された。
【0038】
【発明の効果】本発明の共重合体であるp(3HA)
は、自然環境の下でデポリメラーゼ、リパーゼ等の作用
で分解する生分解プラスチックである。これらの酵素は
主鎖のエステル結合を切断して分子量を低下させるが、
側鎖構造は分解速度にある程度影響を及ぼすものの分解
に直接関与する部位ではない。そこで本発明の共重合体
における側鎖に反応部位があればそれを利用して、例え
ば薬効成分、生理活性物質を側鎖と結合させ、主鎖の分
解に伴ってその効果を発現させる徐放性基材として使用
できる。側鎖中の二重結合はオゾン分解によって反応性
の高いアルデヒド基に置換できるので、二重結合を有す
る側鎖の数が徐放速度を決定することになる。本発明の
製造方法によれば、ポリエステルの合成原料である長鎖
脂肪酸の不飽和度をコントロールすることによって二重
結合を有する側鎖の数を容易に調整できるので、各種の
用途に応じたランダム共重合体を得る上で有用である。
は、自然環境の下でデポリメラーゼ、リパーゼ等の作用
で分解する生分解プラスチックである。これらの酵素は
主鎖のエステル結合を切断して分子量を低下させるが、
側鎖構造は分解速度にある程度影響を及ぼすものの分解
に直接関与する部位ではない。そこで本発明の共重合体
における側鎖に反応部位があればそれを利用して、例え
ば薬効成分、生理活性物質を側鎖と結合させ、主鎖の分
解に伴ってその効果を発現させる徐放性基材として使用
できる。側鎖中の二重結合はオゾン分解によって反応性
の高いアルデヒド基に置換できるので、二重結合を有す
る側鎖の数が徐放速度を決定することになる。本発明の
製造方法によれば、ポリエステルの合成原料である長鎖
脂肪酸の不飽和度をコントロールすることによって二重
結合を有する側鎖の数を容易に調整できるので、各種の
用途に応じたランダム共重合体を得る上で有用である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI (C12P 7/62 C12R 1:38) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 63/06 C12P 7/62 C12N 1/20 CA(STN) REGISTRY(STN)
Claims (8)
- 【請求項1】 一般式(1)で示される炭素数4、6、
8、10、12、14および16の単位からなる共重合
体。 【化1】 (式中、Yは二重結合を1〜4個含んでいてもよい炭素
数1〜13の炭化水素残基を示す。但し、Yが二重結合
を含む場合、二重結合がYの末端に存在する場合を除
く。) - 【請求項2】 一般式(1)におけるYが、 CH3−(CH2)7−CH=CH−CH2−および CH3−(CH2)7−CH=CH−(CH2)3−を
含む請求項1記載の共重合体。 - 【請求項3】 一般式(1)におけるYが、 CH3−(CH2)4−CH=CH−、 CH3−(CH2)4−CH=CH−(CH2)2−、 CH3−(CH2)4−CH=CH−CH2−CH=C
H−CH2−および CH3−(CH2)4−CH=CH−CH2−CH=C
H−(CH2)3−を含む請求項1記載の共重合体。 - 【請求項4】 一般式(1)におけるYが、 CH3−CH2−CH=CH−CH2−、 CH3−(CH2−CH=CH)2−、 CH3−(CH2−CH=CH)2−(CH2)2−、 CH3−(CH2−CH=CH)3−CH2−および CH3−(CH2−CH=CH)3−(CH2)3−を
含む請求項1記載の共重合体。 - 【請求項5】 一般式(1)で示される炭素数4、6、
8、10、12、14および16の単位からなる共重合
体の合成能を有するシュードモナス・フルオレセンス。 【化2】 (式中、Yは二重結合を1〜4個含んでいてもよい炭素
数1〜13の炭化水素残基を示す。但し、Yが二重結合
を含む場合、二重結合がYの末端に存在する場合を除
く。) - 【請求項6】 シュードモナス属の微生物を、炭素源と
して炭素数が14〜22の長鎖脂肪酸もしくはそれらの
低級アルコールエステル、または炭素数が14〜22の
長鎖脂肪酸から構成されるトリグリセライドを用いて炭
素源以外の栄養源の制限下で培養することを特徴とする
一般式(1)で示される炭素数4、6、8、10、1
2、14および16の単位からなる共重合体の製造方
法。 【化3】 (式中、Yは二重結合を1〜4個含んでいてもよい炭素
数1〜13の炭化水素残基を示す。但し、Yが二重結合
を含む場合、二重結合がYの末端に存在する場合を除
く。) - 【請求項7】 炭素源がオレイン酸、リノール酸、α−
リノレン酸もしくはそれらの低級アルコールエステル、
またはこれらの酸から構成されるトリグリセライドの少
なくとも1種である請求項6記載の製造方法。 - 【請求項8】 炭素源が炭素数14〜22の長鎖脂肪酸
から構成される植物油または動物油である請求項6記載
の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3217948A JP2816777B2 (ja) | 1991-08-03 | 1991-08-03 | 共重合体及びその製造方法 |
US07/921,137 US5290910A (en) | 1991-08-03 | 1992-07-29 | Polymer and method for production thereof |
EP92113101A EP0526850B1 (en) | 1991-08-03 | 1992-07-31 | Copolymer and method for production thereof |
DE69228509T DE69228509T2 (de) | 1991-08-03 | 1992-07-31 | Copolymer und Verfahren zu dessen Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3217948A JP2816777B2 (ja) | 1991-08-03 | 1991-08-03 | 共重合体及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0530980A JPH0530980A (ja) | 1993-02-09 |
JP2816777B2 true JP2816777B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=16712220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3217948A Expired - Fee Related JP2816777B2 (ja) | 1991-08-03 | 1991-08-03 | 共重合体及びその製造方法 |
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JP (1) | JP2816777B2 (ja) |
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BR9508583A (pt) * | 1994-08-12 | 1998-07-14 | Minnesota Mining & Mfg | Adesivo sensível a pressão composição de adesivo sensível a pressão artigo e processo de aderir dois substratos |
AU5907198A (en) * | 1998-01-05 | 1999-07-26 | Monsanto Company | Biosynthesis of medium chain length polyhydroxyalkanoates |
WO1999050389A1 (en) * | 1998-03-30 | 1999-10-07 | Metabolix, Inc. | Microbial strains and processes for the manufacture of biomaterials |
JP2001178487A (ja) | 1999-12-27 | 2001-07-03 | Canon Inc | 微生物ポリエステルの製造方法 |
ATE463762T1 (de) * | 2002-02-15 | 2010-04-15 | Nippon Soda Co | Harz mit ketenaldehyd-copolymer |
JP2007039585A (ja) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | ゴム組成物およびこれを用いた空気入りタイヤ |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8603073A (nl) * | 1986-12-02 | 1988-07-01 | Rijksuniversiteit | Werkwijze voor het bereiden van polyesters door fermentatie; werkwijze voor het bereiden van optisch actieve carbonzuren en esters; polyester omvattende voortbrengselen. |
US4800162A (en) * | 1987-04-01 | 1989-01-24 | Sepracor, Inc. | Method for resolution of steroisomers in multiphase and extractive membrane reactors |
ATE129524T1 (de) * | 1989-05-02 | 1995-11-15 | Zeneca Ltd | Herstellung von copolymeren. |
JPH0465425A (ja) * | 1990-07-06 | 1992-03-02 | Showa Denko Kk | 共重合体及びその製造法 |
KR100189468B1 (ko) * | 1991-04-09 | 1999-06-01 | 양갑석 | 폴리-베타-하이드록시알카노에이트(pha)공중합체및그제조방법,이를생산하는미생물과pha공중합체의고분자블렌드 |
WO1992021708A1 (en) * | 1991-06-07 | 1992-12-10 | Kirin Beer Kabushiki Kaisha | Biodegradable polymer, production thereof, and use thereof |
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- 1991-08-03 JP JP3217948A patent/JP2816777B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-07-29 US US07/921,137 patent/US5290910A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-31 DE DE69228509T patent/DE69228509T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-31 EP EP92113101A patent/EP0526850B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69228509T2 (de) | 1999-07-08 |
EP0526850A2 (en) | 1993-02-10 |
DE69228509D1 (de) | 1999-04-08 |
EP0526850A3 (en) | 1994-06-22 |
US5290910A (en) | 1994-03-01 |
JPH0530980A (ja) | 1993-02-09 |
EP0526850B1 (en) | 1999-03-03 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |