JP2003011312A - 構造体及びその製造方法 - Google Patents

構造体及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機能性複合構造体として広範囲に利用可能
な、高分子化合物により基材を被覆した構造体の効率的
な製造方法を提供する。 【解決手段】 PHA合成酵素を基材表面にに固定化し、
ここに3−ヒドロキシアシルCoAを加えて反応させること
により、基材表面に所望のPHAを合成させ、基材をPHAで
被覆した構造体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリヒドロキシア
ルカノエートと基材とを備え、該ポリヒドロキシアルカ
ノエートが該基材の少なくとも一部を被覆した構造を有
していることを特徴とする構造体及びその製造方法に関
するものである。より詳しくは、3−ヒドロキシプロピ
オン酸ユニット、3−ヒドロキシ−n−酪酸ユニットまた
は3−ヒドロキシ−n−吉草酸ユニット以外の3−ヒドロ
キシアルカン酸ユニットをモノマーユニットとして少な
くとも含有するポリヒドロキシアルカノエートと、基材
とを備え、該ポリヒドロキシアルカノエートが該基材の
少なくとも一部を被覆していることを特徴とする構造体
に関するものである。また、本発明は、中鎖長ポリヒド
ロキシアルカノエート生合成反応に関与するポリヒドロ
キシアルカノエート合成酵素を基材に固定化し、該酵素
により3−ヒドロキシアシル補酵素Aを重合させてポリヒ
ドロキシアルカノエートを合成させることにより該基材
の少なくとも一部をポリヒドロキシアルカノエートで被
覆することを特徴とする、構造体の製造方法に関するも
のである。また、本発明の構造体には、粒状の基材にポ
リヒドロキシアルカノエートを被覆した粒状の構造体
(以下、「カプセル構造体」という)と、平板またはフ
ィルム状の基材の少なくとも一部ををポリヒドロキシア
ルカノエートで被覆した、平板またはフィルム状の構造
体(以下、「積層構造体」という)とが包含される。
【0002】本発明の構造体は、機能性構造体として幅
広い用途に利用可能であり、例えば、カプセル構造体で
あれば電子写真用のカプセルトナーをはじめとする各種
の機能性構造体として、また、積層構造体であればOHP
フィルムやインクジェット記録紙などの記録媒体をはじ
めとする各種の機能性構造体として、それぞれ幅広い用
途に利用可能である。
【0003】
【従来の技術】高分子材料は現代の産業や生活に不可欠
のものであり、安価軽量であること、成形性が良いこと
などから、家電品の筐体をはじめ包装材や緩衝材、ある
いは繊維材料など、多岐に渡って利用されている。一
方、これら高分子材料の安定な性質を利用して、高分子
の分子鎖に様々な機能を発現する置換基を配して、液晶
材料やコート剤などの各種機能材料も得られている。こ
れら機能材料は構造材料としての高分子よりも付加価値
が高いため、少量生産でも大きな市場ニーズが期待でき
る。このような高分子機能材料は、これまで高分子の合
成プロセスの中で、あるいは合成した高分子を置換基で
修飾することにより、有機合成化学的手法により得られ
ている。高分子機能材料の基本骨格となる高分子はほと
んどの場合、石油系原料から有機合成化学的手法によっ
て得られている。ポリエチレン,ポリエチレンテレフタ
レート,ポリエステル,ポリスチレン,ポリ塩化ビニ
ル,ポリアクリルアミドなどがその典型的な例である。
【0004】ところで、本願発明者らは高分子化合物に
大きな付加価値を与えるための一つの要素技術として、
高分子化合物により基材を被覆した重層構造体に着目し
てきた。このように高分子化合物で特定の基材を被覆す
ることによって、極めて有用な機能性を有する複合構造
体を得ることができる。このような構造体の具体的な用
途としては、例えば高分子化合物にトナー成分を内包さ
せたマイクロカプセル構造体からなる電子写真用カプセ
ルトナーや、高分子化合物でシート状の基材を被覆した
インクジェット記録方式用記録媒体などが考えられる。
【0005】一般に、電子写真法は光導電性物質を利用
し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、
次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙
等の転写材にトナー画像を転写した後、加熱,圧力,加
熱圧力,あるいは溶剤蒸気などにより定着し複写画像を
得るものである。この目的に用いるトナーとして、従
来、熱可塑性樹脂中に染・顔料からなる着色剤を溶融混
合し、均一に分散した後、微粉砕装置および分級機によ
り所望の粒径とする「粉砕トナー」が用いられてきた。
該トナーは優れた能力を有するものではあるが、その製
造工程上、脆性が要求されるため、材料の選択範囲等に
一定の制限がある等の課題があった。このような課題を
克服するため、特公昭36−10231号公報等により懸濁重
合法による「重合トナー」の製造が提案されている。懸
濁重合法においては、重合性単量体、着色剤、重合開始
剤、さらに必要に応じて架橋剤、荷電制御剤等を均一に
溶解または分散せしめた後、分散安定剤を含有する連続
相(例えば水相)に攪拌機で分散し、同時に重合反応を
行わせ、所望のトナーを得る。この方法は、粉砕工程が
含まれないため、トナーに脆性が必要でなく、軟質の材
料を使用できる等の利点がある。しかし、このような微
小粒径の重合トナーでは、着色剤や電荷制御剤がトナー
表層へ露出し易いため、着色剤の影響が生じ易くなり、
また、帯電の均一性の低下が懸念された。これらの課題
を解決するため、重合体粒子表面を高分子化合物からな
る一層あるいは複数層の外被で被覆した、いわゆる「カ
プセルトナー」が提案されている。
【0006】このようなカプセルトナーとしては、例え
ば、特開平8−286416号公報において、極性樹脂を含有
する外被で重合粒子を被覆した静電荷現像用カプセルト
ナー及びその製造方法が開示されている。この方法は、
トナー成分を含む重合粒子からなるコアのまわりに、有
機合成化学的手法により外被を形成させたものであり、
上記の課題を改善し、画質耐久性の向上、帯電の均一化
及び安定化を実現させた優れた静電荷現像用カプセルト
ナーが供給できる。また、特開平9−292735号公報で
は、強固な外被樹脂によって、離型剤材料および熱膨張
の大きな材料からなるコアを被覆した画像形成用カプセ
ルトナーが開示されている。前記トナーは、定着時の過
熱によってコア内の熱膨張性材料が膨張して、外被を破
壊することによって、内包する離型剤材料を外部に押し
出すように構成された機能性マイクロカプセルであり、
フィルム加熱型の定着装置を用いる場合にはオフセット
を生じることがなく、また、ローラー定着器を使用した
場合には低加圧での定着を可能としかつ紙シワを低減す
ることができる等の効果が期待できる。同様に、高分子
化合物を外被とするカプセルトナーとその製造方法とし
ては、特開平5−119531号公報,特開平5−249725号公
報,特開平6−332225号公報,特開平9−43896号公報,
特開平10−78676号公報,特開平11−7163号公報,特開2
000−66444号公報,特開2000−112174号公報,特開2000
−330321号公報などが開示されており、いずれも懸濁重
合法,乳化重合法,沈殿重合法,分散重合法,ソープフ
リー乳化重合法,シード重合法などの有機合成化学的手
法により所望のカプセル構造体を製造している。
【0007】しかしながら、これらカプセルトナーの製
造方法においては、その製造工程が極めて複雑となる、
製造工程において大量の溶媒類や界面活性剤を使用する
などの課題もあった。
【0008】一方、高分子化合物でシート状の基材を被
覆した積層構造体からなる記録媒体としては、例えばイ
ンクジェット記録方式における記録媒体が挙げられる。
インクジェット記録方式は、種々の作動原理によりイン
クの微小液滴を飛翔させて紙などの記録媒体に付着さ
せ、画像、文字などの記録を行うものである。該記録方
式では、インク中に水,水と有機溶剤の混合液といった
多量の溶媒を含んでいるので、高色濃度を得るためには
大量のインクを用いる必要がある。また、インク液滴は
連続的に射出されるので、最初の液滴が射出されると、
インク液滴が融合してインクのドットが接合するビーデ
ィング現象が生じて画像が乱れる。このため、インクジ
ェット記録用媒体には、インク吸収量が大きく吸収速度
が高いことが要求される。
【0009】このため、基材上にインク受容層を形成し
てインク吸収性を高めた記録媒体が提案されている。例
えば、特開昭55−146786号などでは、基材をポリビニル
アルコールやポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂で
被覆した記録媒体が提案されている。また、特開平5−2
21112号などでは、耐水性樹脂を用いた記録媒体が提案
されている。さらに、イオン性樹脂をインク受容層とし
て用いた記録媒体が提唱されており(例えば、特開平11
−78221号公報、特開2000−190631号公報など)、水に
対する濡れ性や耐水性,染料定着性等に優れ、インクの
吸収乾燥性や画像鮮明性に優れた記録媒体が得られてい
る。
【0010】インク吸収層を基材上に形成させる方法と
しては、従来は塗抹による方法が一般的であり、例え
ば、ブレードコート方式,エアナイフコート方式,ロー
ルコート方式,フラッシュコート方式,グラビアコート
方式,キスコート方式,ダイコート方式,エクストルー
ジョン方式,スライドホッパー方式,カーテンコート方
式,スプレー方式等を用いた方法により行われてきた。
【0011】なお、以上に例示したいずれの方法におい
ても、基材の被覆のために用いる高分子化合物は有機合
成的手法により合成・構造体化され、これに種々の機能
が付加されている。
【0012】ところで、近年、生物工学的手法によって
高分子化合物を製造する研究が活発に行われてきてお
り、また、一部で実用化されている。例えば、微生物由
来の高分子化合物として、ポリ−3−ヒドロキシ−n−酪
酸(以下、PHBと略す場合もある)や3−ヒドロキシ−n
−酪酸と3−ヒドロキシ−n−吉草酸との共重合体(以
下、PHB/Vと略す場合もある)等のポリヒドロキシアル
カノエート(以下、PHAと略す場合がある)、バクテリ
アセルロースやプルラン等の多糖類、ポリ−γ−グルタ
ミン酸やポリリジン等のポリアミノ酸などが知られてい
る。特にPHAは、従来のプラスチックと同様に、溶融加
工等により各種製品に利用することができるうえ、生体
適合性にも優れており、医療用軟質部材等としての応用
も期待されている。
【0013】これまで、多くの微生物がPHAを生産し菌
体内に蓄積することが報告されてきた。例えば、アルカ
リゲネス・ユウトロファス・H16株(Alcaligenes eu
tropus H16、ATCC No.17699)、メチロバクテリウム
属(Methylobacterium sp.)、パラコッカス属(Para
coccus sp.)、アルカリゲネス属(Alcaligeness
p.)、シュードモナス属(Pseudomonas sp.)の微生
物によるPHB/Vの生産が報告されている(特開平5−744
92号公報、特公平6−15604号公報、特公平7−14352号公
報、特公平8−19227号公報など)。また、コマモナス・
アシドボランス・IFO13852株(Comamonas acidovorans
IFO13852)が、3−ヒドロキシ−n−酪酸と4−ヒドロ
キシ−n−酪酸とをモノマーユニットに持つPHAを生産す
ることが開示されている(特開平9−191893号公報)。
さらに、アエロモナス・キャビエ(Aeromonas cavia
e)により、3−ヒドロキシ−n−酪酸と3−ヒドロキシヘ
キサン酸との共重合体を生産することが開示されている
(特開平5−93049号公報、特開平7−265065号公報)。
【0014】これらPHBやPHB/Vの生合成は、種々の炭
素源から、生体内の様々な代謝経路を経て生成された
(R)−3−ヒドロキシブチリルCoAまたは(R)−3−
ヒドロキシバレリルCoAを基質とした、酵素による重合
反応によって行われる。この重合反応を触媒する酵素が
PHB合成酵素(PHBポリメラーゼ、PHBシンターゼともい
う)である。なお、CoAとは補酵素A(coenzyme A)
の略称であり、その化学構造は下記化学式の通りであ
る。
【0015】
【化34】
【0016】また、近年、炭素数が3から12程度までの
中鎖長(medium−chain−length)の3−ヒドロキシア
ルカン酸ユニットからなるポリヒドロキシアルカノエー
ト(以下、mcl−PHAと略す場合がある)についての研究
が精力的に行われている。
【0017】例えば、特許公報第2642937号では、シュ
ードモナス・オレオボランス・ATCC29347株(Pseudomon
as oleovorans ATCC 29347)に非環状脂肪族炭化水素
を与えることにより、炭素数が6から12までの3−ヒドロ
キシアルカン酸のモノマーユニットを有するPHAが生産
されることが開示されている。また、Appl.Environ.M
icrobiol.,58,746(1992)には、シュードモナス・
レジノボランス(Pseudomonas resinovorans)が、オ
クタン酸を単一炭素源として、3−ヒドロキシ−n−酪
酸,3−ヒドロキシヘキサン酸,3−ヒドロキシオクタン
酸,3−ヒドロキシデカン酸をモノマーユニットとするP
HAを生産し、また、ヘキサン酸を単一炭素源として、3
−ヒドロキシ−n−酪酸,3−ヒドロキシヘキサン酸,3
−ヒドロキシオクタン酸,3−ヒドロキシデカン酸をユ
ニットとするPHAを生産することが報告されている。こ
こで、原料の脂肪酸よりも鎖長の長い3−ヒドロキシア
ルカン酸モノマーユニットの導入は、後述の脂肪酸合成
経路を経由していると考えられる。
【0018】Int.J.Biol.Macromol.,16(3),119
(1994)には、シュードモナスsp.61−3株(Pseudomon
as sp.strain61−3)が、グルコン酸ナトリウムを単
一炭素源として、3−ヒドロキシ−n−酪酸,3−ヒドロ
キシヘキサン酸,3−ヒドロキシオクタン酸,3−ヒドロ
キシデカン酸,3−ヒドロキシドデカン酸といった3−ヒ
ドロキシアルカン酸、および、3−ヒドロキシ−5−cis
−デセン酸,3−ヒドロキシ−5−cis−ドデセン酸とい
った3−ヒドロキシアルケン酸をユニットとするPHAを生
産することが報告されている。
【0019】上記のPHAは側鎖にアルキル基を有するモ
ノマーユニットからなるPHA(以下、usual−PHAと略す
場合がある)である。しかし、より広範囲な応用、例え
ば機能性ポリマーとしての応用を考慮した場合、アルキ
ル基以外の置換基(例えば、フェニル基,不飽和炭化水
素,エステル基,アリル基,シアノ基,ハロゲン化炭化
水素,エポキシドなどなど)を側鎖に導入したPHA(以
下、unusual−PHAと略す場合がある)が極めて有用であ
る。
【0020】フェニル基を有するunusual−PHAの生合成
の例としては、例えば、Macromolecules,24,5256−52
60(1991),Macromol.Chem.,191,1957−1965(199
0),Chirality,3,492−494(1991)などで、シュー
ドモナス・オレオボランスが、5−フェニル吉草酸か
ら、3−ヒドロキシ−5−フェニル吉草酸ユニットを含む
PHAを生産すると報告されている。また、Macromolecu
les,29,1762−1766(1996)で、シュードモナス・オ
レオボランスが、5−(4−トリル)吉草酸(5−(4−メ
チルフェニル)吉草酸)から、3−ヒドロキシ−5−(4
−トリル)吉草酸ユニットを含むPHAを生産すると報告
されている。さらに、Macromolecules,32,2889−28
95(1999)には、シュードモナス・オレオボランスが、
5−(2,4−ジニトロフェニル)吉草酸から、3−ヒドロ
キシ−5−(2,4−ジニトロフェニル)吉草酸ユニット
および3−ヒドロキシ−5−(4−ニトロフェニル)吉草
酸ユニットを含むPHAを生産すると報告されている。
【0021】また、フェノキシ基を有するunusual−PHA
の例としては、Macromol.Chem.Phys.,195,1665−1
672(1994)で、シュードモナス・オレオボランスが、1
1−フェノキシウンデカン酸から3−ヒドロキシ−5−フ
ェノキシ吉草酸ユニットおよび3−ヒドロキシ−9−フェ
ノキシノナン酸ユニットを含むPHAを生産すると報告さ
れている。また、Macromolecules,29,3432−3435(19
96)には、シュードモナス・オレオボランスが、6−フ
ェノキシヘキサン酸から3−ヒドロキシ−4−フェノキシ
酪酸ユニットおよび3−ヒドロキシ−6−フェノキシヘキ
サン酸ユニットを含むPHAを、8−フェノキシオクタン酸
から3−ヒドロキシ−4−フェノキシ酪酸ユニット,3−
ヒドロキシ−6−フェノキシヘキサン酸ユニットおよび3
−ヒドロキシ−8−フェノキシオクタン酸ユニットを含
むPHAを、11−フェノキシウンデカン酸から3−ヒドロキ
シ−5−フェノキシ吉草酸ユニットおよび3−ヒドロキシ
−7−フェノキシヘプタン酸ユニットを含むPHAを生産す
ることが報告されている。さらに、Can.J.Microbio
l.,41,32−43(1995)では、シュードモナス・オレ
オボランス・ATCC 29347株及びシュードモナス・プチダ
・KT2442株(Pseudomonas putida KT2442)が、p−シ
アノフェノキシヘキサン酸または p−ニトロフェノキシ
ヘキサン酸から、3−ヒドロキシ−p−シアノフェノキシ
ヘキサン酸ユニットまたは3−ヒドロキシ−p−ニトロフ
ェノキシヘキサン酸ユニットを含むPHAを生産すると報
告している。特許第2989175号公報には、3−ヒドロキシ
−5−(モノフルオロフェノキシ)吉草酸ユニットある
いは3−ヒドロキシ−5−(ジフルオロフェノキシ)吉草
酸ユニットからなるホモポリマー、少なくとも3−ヒド
ロキシ−5−(モノフルオロフェノキシ)ペンタノエー
トユニットあるいは3−ヒドロキシ−5−(ジフルオロフ
ェノキシ)ペンタノエートユニットを含有するコポリマ
ーとその製造方法が記載されており、その効果として、
融点が高く良好な加工性を保ちつつ、立体規則性、撥水
性を付与することができるとしている。
【0022】また、シクロヘキシル基を有するunusual
−PHAの例としては、Macromolecules,30,1611−1615
(1997)に、シュードモナス・オレオボランスが、シク
ロヘキシル酪酸またはシクロヘキシル吉草酸から該PHA
を生産するとの報告がある。
【0023】これらmcl−PHAやunusual−PHAの生合成
は、原料となる各種アルカン酸から、生体内の様々な代
謝経路(例えば、β酸化系や脂肪酸合成経路)を経て生
成された(R)−3−ヒドロキシアシルCoAを基質とし
た、酵素による重合反応によって行われる。この重合反
応を触媒する酵素がPHA合成酵素(PHAポリメラーゼ、PH
Aシンターゼともいう)である。以下に、β酸化系およ
びPHA合成酵素による重合反応を経て、アルカン酸がPHA
となるまでの反応を示す。
【0024】
【化35】
【0025】一方、脂肪酸合成経路を経る場合は、該経
路中に生じた(R)−3−ヒドロキシアシル−ACP(ACPと
はアシルキャリアプロテインのことである)から変換さ
れた(R)−3−ヒドロキシアシルCoAを基質として、同
様にPHA合成酵素によりPHAが合成されると考えられる。
【0026】近年、上記のPHB合成酵素やPHA合成酵素を
菌体外に取り出して、無細胞系(invitro)でPHAを合成
しようとする試みが始まっている。
【0027】例えば、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,9
2,6279−6283(1995)では、アルカリゲネス・ユウト
ロファス(Alcaligenes eutrophus)由来のPHB合成酵
素に3−ヒドロキシブチリルCoAを作用させることによ
り、3−ヒドロキシ−n−酪酸ユニットからなるPHBを合
成することに成功している。また、Int.J.Biol.Macr
omol.,25,55−60(1999)では、アルカリゲネス・ユ
ウトロファス由来のPHB合成酵素に、3−ヒドロキシブチ
リルCoAや3−ヒドロキシバレリルCoAを作用させること
により、3−ヒドロキシ−n−酪酸ユニットや3−ヒドロ
キシ−n−吉草酸ユニットからなるPHAの合成に成功して
いる。さらにこの報告では、ラセミ体の3−ヒドロキシ
ブチリルCoAを作用させたところ、酵素の立体選択性に
よって、R体の3−ヒドロキシ−n−酪酸ユニットのみか
らなるPHBが合成されたとしている。Macromol.Rapid
Commun.,21,77−84(2000)においても、アルカリゲ
ネス・ユウトロファス由来のPHB合成酵素を用いた細胞
外でのPHB合成が報告されている。
【0028】また、FEMS Microbiol.Lett.,168,31
9−324(1998)では、クロマチウム・ビノサム(Chroma
tium vinosum)由来のPHB合成酵素に3−ヒドロキシブ
チリルCoAを作用させることにより、3−ヒドロキシ−n
−酪酸ユニットからなるPHBを合成することに成功して
いる。
【0029】Appl.Microbiol.Biotechnol.,54,37
−43(2000)では、シュードモナス・アエルギノーサ
(Pseudomonas aeruginosa)のPHA合成酵素に3−ヒド
ロキシデカノイルCoAを作用させることにより、3−ヒド
ロキシデカン酸ユニットからなるPHAを合成している。
【0030】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、生物工
学的手法を高分子化合物の合成に適用することによっ
て、従来の有機合成的手法では実現が困難であった新た
な高分子化合物の合成や、新たな機能・構造の付与が可
能になると期待されている。また、従来の有機合成化学
的手法では多段階に渡る反応を要していた製造工程を、
1段階の工程のみで実現できる場合も多くあり、製造プ
ロセスの簡略化やコストダウン、所要時間の短縮等の効
果も期待されている。さらに、有機溶剤や酸・アルカ
リ、界面活性剤等の使用削減、温和な反応条件の設定、
非石油系原料や低純度原料のからの合成等が可能とな
り、より環境低負荷かつ資源循環型の合成プロセスの実
現が可能となる。なお、低純度原料からの合成について
さらに詳しく説明すれば、生物工学的合成プロセスでは
一般に、触媒である酵素の基質特異性が高いため、低純
度の原料を用いても所望の反応を選択的に進めることが
可能であり、よって、廃棄物やリサイクル原料などの使
用も期待できる。
【0031】一方、前記の通り、本願発明者らは高分子
化合物に大きな付加価値を与えるための要素技術とし
て、高分子化合物で基材を被覆した構造体に着目してき
た。このように高分子化合物で特定の基材を被覆するこ
とによって、極めて有用な機能性を有する複合構造体を
得ることができる。前記の如き構造体を作出する試みは
従来、有機合成的手法によって多くなされてきたが、該
手法には一定の限界があった。
【0032】仮に、かかる構造体を前述のような生物工
学的手法により製造することができれば、従来の有機合
成的手法では実現が困難であった新たな高分子化合物の
利用や、新たな機能・構造の付与が可能になると期待で
きるうえ、より環境低負荷かつ資源循環型の製造プロセ
スを低コストで実現できるものと考えられる。例えば、
生物の触媒作用に特有の極めて厳密な分子認識能や立体
選択性を利用して、従来の有機合成化学的手法では実現
が困難であった新たな機能性高分子化合物や、極めてキ
ラリティーの高い高分子化合物により被覆されたカプセ
ル構造体や積層構造体を、極めて簡便かつ環境低負荷な
プロセスで製造することが可能になる。
【0033】従って、本発明の目的は、生物工学的手法
により製造することのできる高機能な高分子化合物構造
体を提供することにある。また本発明は、機能性複合構
造体として広範囲に利用可能な、高分子化合物により基
材を被覆した構造体の効率的な製造方法を提供すること
にある。
【0034】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らが鋭意検討した結果、PHA合成酵素を基
材表面に固定化し、ここに3−ヒドロキシアシルCoAを加
えて反応させることにより、基材表面に所望のPHAを合
成させ、基材をPHAで被覆した構造体を得ることができ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。また、該
PHAに化学修飾を施すことにより、各種の特性等を改良
した構造体を得ることができることを見出した。さらに
詳しくは、例えば、該PHAにグラフト鎖を導入すること
により、該グラフト鎖に起因する各種の特性を備えたPH
Aが、基材の少なくとも一部を被覆した構造体を得るこ
とができることを見出した。また、該PHAを架橋化せし
めることにより、所望の物理化学的性質(例えば、機械
的強度、耐薬品性、耐熱性など)を備えたPHAが、基材
の少なくとも一部を被覆した構造体を得ることができる
ことを見出した。なお、本発明における化学修飾(Chem
ical modification)とは、高分子材料の分子内または
分子間、あるいは高分子材料と他の化学物質との間で化
学反応を行わせることにより、該高分子材料の分子構造
を改変することを言う。また、架橋(crosslinking)と
は、高分子材料の分子内または分子間を化学的にあるい
は物理化学的に結合せしめて網状構造をつくることを言
い、架橋剤(crosslinking agent)とは、前記架橋反応
を行うために添加する、前記高分子材料と一定の反応性
を有する物質を言う。
【0035】即ち本発明は、3−ヒドロキシアルカン酸
ユニット(ただし3−ヒドロキシプロピオン酸ユニッ
ト、3−ヒドロキシ−n−酪酸ユニットまたは3−ヒドロ
キシ−n−吉草酸ユニットを除く)を含有するポリヒド
ロキシアルカノエートが基材の少なくとも一部を被覆し
ていることを特徴とする構造体に関する。
【0036】また本発明は中鎖長ポリヒドロキシアルカ
ノエート合成酵素を基材表面に固定し、該酵素により3
−ヒドロキシアシル補酵素Aを重合させてポリヒドロキ
シアルカノエートを合成することにより、前記基材の少
なくとも一部をポリヒドロキシアルカノエートで被覆す
ることを特徴とする構造体の製造方法に関する。
【0037】また本発明は、基材をコア(芯材料)と
し、mcl−PHAやunusual−PHAを外被とするカプセル構造
体に関し、さらに詳しくは、コアに着色剤を少なくとも
含有していることを特徴とするカプセル構造体、該着色
剤が顔料を少なくとも含有しているカプセル構造体、ま
たは、コアが顔料であるカプセル構造体に関する。また
本発明は、平板またはフィルム状の基材の少なくとも一
部をmcl−PHAやunusual−PHAで被覆した積層構造体に関
する。
【0038】また本発明は、前記カプセル構造体からな
る電子写真用カプセルトナー、または、前記積層構造体
からなる記録媒体に関する。
【0039】さらに本発明は前記トナーを用いた画像形
成方法、画像形成装置に関する。
【0040】
【発明の実施の形態】本発明の構造体は、置換基を側鎖
に有する多様な構造のモノマーユニットを含むPHAによ
り基材が被覆された形態を有する構造体であり、電子写
真用カプセルトナーや記録媒体などの高機能性構造体と
して極めて有用である。以下に、本発明をより詳細に説
明する。
【0041】<PHA>本発明に利用可能なPHAとしては、
mcl−PHAの合成反応に関与するPHA合成酵素によって合
成され得るPHA(即ち、各種のmcl−PHAやunusual−PHA
など)であれば、特に限定はされない。前述の通り、PH
A合成酵素は、生物体内でのPHA合成反応系における最終
段階を触媒する酵素であり、従って、生物体内において
合成され得ることが知られているPHAであれば、いずれ
も該酵素による触媒作用を受けて合成されていることに
なる。よって、所望のPHAに対応する3−ヒドロキシアシ
ルCoAを、本発明における基材に固定化された該酵素に
作用させることによって、生物体内において合成され得
ることが知られているあらゆる種類のPHAで基材を被覆
した構造体を作成することが可能である。
【0042】このようなPHAとして、具体的には、下記
化学式[1]から[10]で表されるモノマーユニット
を少なくとも含むPHAを例示することができる。
【0043】
【化36】
【0044】(ただし、該モノマーユニットは、式中R1
およびaの組合せが下記のいずれかであるモノマーユニ
ットからなる群より選択される少なくとも一つである。
【0045】R1が水素原子(H)でありaが3から10の整
数のいずれかであるモノマーユニット、R1がハロゲン原
子でありaが1から10の整数のいずれかであるモノマーユ
ニット、R1が発色団でありaが1から10の整数のいずれか
であるモノマーユニット、R1が カルボキシル基あるい
はその塩でありaが1から10の整数のいずれかであるモノ
マーユニット、R1が、
【0046】
【化37】
【0047】でありaが1から7の整数のいずれかである
モノマーユニット。)
【0048】
【化38】
【0049】(ただし、式中bは0から7の整数のいずれ
かを表し、R2は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,
−NO2,−CF3,−C2F5,−C3F7からなる群から選ばれた
いずれか1つを表す。)
【0050】
【化39】
【0051】(ただし、式中cは1から8の整数のいずれ
かを表し、R3は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,
−NO2,−CF3,−C2F5,−C3F7からなる群から選ばれた
いずれか1つを表す。)
【0052】
【化40】
【0053】(ただし、式中dは0から7の整数のいずれ
かを表し、R4は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,
−NO2,−CF3,−C2F5,−C3F7からなる群から選ばれた
いずれか1つを表す。)
【0054】
【化41】
【0055】(ただし、式中eは1から8の整数のいず
れかを表し、R5は水素原子(H),ハロゲン原子,−C
N,−NO2,−CF3,−C2F5,−C3F7,−CH3,−C2H5,−
C3H7からなる群から選ばれたいずれか1つを表す。)
【0056】
【化42】
【0057】(ただし、式中fは0から7の整数のいずれ
かを表す。)
【0058】
【化43】
【0059】(ただし、式中gは1から8の整数のいずれ
かを表す。)
【0060】
【化44】
【0061】(ただし、式中hは1から7の整数のいず
れかを表し、R6は水素原子(H),ハロゲン原子,−C
N,−NO2,−COOR',−SO2R”,−CH3,−C2H5,−C
3H7,−CH(CH 3)2,−C(CH3)3からなる群から選ばれたい
ずれか1つを表し、ここでR'は水素原子(H),Na,K,
−CH3,−C2H5のいずれかであり、R”は−OH,−ONa,
−OK,ハロゲン原子,−OCH3,−OC2H5のいずれかであ
る。)
【0062】
【化45】
【0063】(ただし、式中iは1から7の整数のいず
れかを表し、R7は水素原子(H),ハロゲン原子,−C
N,−NO2,−COOR',−SO2R”からなる群から選ばれた
いずれか1つを表し、ここでR'は水素原子(H),Na,K,
−CH3,−C2H5のいずれかであり、R”は−OH,−ONa,
−OK,ハロゲン原子,−OCH3,−OC2H5のいずれかであ
る。)
【0064】
【化46】
【0065】(ただし、式中jは1から9の整数のいずれ
かを表す。) なお、前記のハロゲン原子の具体例としては、フッ素,
塩素,臭素などを挙げることができる。また、前記の発
色団としては、その3−ヒドロキシアシルCoA体がPHA合
成酵素の触媒作用を受け得るものである限り特に限定は
されないが、高分子合成時の立体障害などを考慮する
と、3−ヒドロキシアシルCoA 分子内において、CoAの結
合したカルボキシル基と発色団との間に炭素数1から5の
メチレン鎖があるほうが望ましい。また、発色団の光吸
収波長が可視域にあれば着色した構造体が得られ、可視
域以外に光吸収波長があっても種々の電子材料として利
用することができる。このような発色団の例として、ニ
トロソ、ニトロ、アゾ、ジアリールメタン、トリアリー
ルメタン、キサンテン、アクリジン、キノリン、メチ
ン、チアゾール、インダミン、インドフェノール、ラク
トン、アミノケトン、ヒドロキシケトン、スチルベン、
アジン、オカサジン、チアジン、アントラキノン、フタ
ロシアニン、インジゴイドなどを挙げることができる。
【0066】本発明において用いられるPHAとしては上
記モノマーユニットを複数含むランダム共重合体やブロ
ック共重合体を用いることも可能であり、各モノマーユ
ニットや含まれる官能基の特性を利用したPHAの物性制
御や複数の機能の付与、官能基間の相互作用を利用した
新たな機能の発現等が可能となる。
【0067】さらに、基質である3−ヒドロキシアシルC
oAの種類や濃度などの組成を経時的に変化させることに
よって、構造体の形状が粒状であれば内側から外側に向
かう方向に、構造体の形状が平面状であれば垂直方向
に、PHAのモノマーユニット組成を変化させることも可
能である。
【0068】これによって、例えばカプセルトナーの場
合、ガラス転移温度の高いPHAをトナー表層に、ガラス
転移温度の低いPHAをそれより内側の層に形成させるこ
とで、保存時には耐ブロッキング性に優れ、定着時には
低温定着性に優れる等の複数の機能を同時に保有させる
ことが可能となる。
【0069】また例えば、基材と親和性の低いPHAで被
覆構造体を形成する必要がある場合、まず基材を基材と
親和性の高いPHAで被覆し、その基材と親和性の高いPHA
のモノマーユニット組成を、目的とするPHAのモノマー
ユニット組成に、内側から外側に向かう方向もしくは垂
直方向に変化、例えば多層構造あるいはグラディエント
構造とすることで、基材との結合を強固にしたPHA被膜
を形成することが可能となる。
【0070】また、3−ヒドロキシプロピオン酸ユニッ
ト,3−ヒドロキシ−n−酪酸ユニット,3−ヒドロキシ
−n−吉草酸ユニット,4−ヒドロキシ−n−酪酸ユニッ
トなどは、それらのみからなるPHAとしてはmcl−PHAやu
nusual−PHAには該当しないが、これらのモノマーユニ
ットが先に例示したようなモノマーユニット中に混在し
ているPHAについては、本発明において利用可能であ
る。また必要に応じて、PHAを合成したのち、あるい
は、合成中に、さらに化学修飾等を施しても良い。PHA
の分子量は、数平均分子量で1,000から1,000万程度、
仮に該構造体を電子写真用カプセルトナーとして使用す
る場合は3,000から100万程度とするのが望ましい。
【0071】なお、本発明の構造体に用いる、PHA合成
酵素により合成されるPHAは、一般にR体のみから構成
されるアイソタクチックなポリマーである。
【0072】<3−ヒドロキシアシルCoA>本発明のPHA
合成酵素の基質として用いる3−ヒドロキシアシルCoAと
して、具体的には、下記化学式[11]から[20]で
表される3−ヒドロキシアシルCoAを例示することができ
る。
【0073】
【化47】
【0074】(ただし、前記化学式中−SCoA はアルカ
ン酸に結合した補酵素Aを表し、式中R1およびaの組合せ
が下記のいずれかである群より選択される少なくとも一
つであり、かつ、前記化学式[1]で表されるモノマー
ユニットにおけるR1およびaと対応する。R1が 水素原
子(H)でありaが3から10の整数のいずれかであるモノ
マーユニット、R1が ハロゲン原子でありaが1から10の
整数のいずれかであるモノマーユニット、R1が 発色団
でありaが1から10の整数のいずれかであるモノマーユニ
ット、R1が カルボキシル基あるいはその塩でありaが1
から10の整数のいずれかであるモノマーユニット、R1
が、
【0075】
【化48】
【0076】でありaが1から7の整数のいずれかである
モノマーユニット。)
【0077】
【化49】
【0078】(ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結
合した補酵素Aを表し、bは前記化学式[2]で表される
モノマーユニットにおけるbと対応する0から7の整数の
いずれかを表し、R2は前記化学式[2]で表されるモノ
マーユニットにおけるR2と対応する、水素原子(H),
ハロゲン原子,−CN,−NO2,−CF3,−C2F5,−C3F7
らなる群から選ばれたいずれか1つを表す。)
【0079】
【化50】
【0080】(ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結
合した補酵素Aを表し、cは前記化学式[3]で表される
モノマーユニットにおけるcと対応する1から8の整数の
いずれかを表し、R3は前記化学式[3]で表されるモノ
マーユニットにおけるR3と対応する、水素原子(H),
ハロゲン原子,−CN,−NO2,−CF3,−C2F5,−C3F7
らなる群から選ばれたいずれか1つを表す。)
【0081】
【化51】
【0082】(ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結
合した補酵素Aを表し、dは前記化学式[4]で表される
モノマーユニットにおけるdと対応する0から7の整数の
いずれかを表し、R4は前記化学式[4]で表されるモノ
マーユニットにおけるR4と対応する、水素原子(H),
ハロゲン原子,−CN,−NO2,−CF3,−C2F5,−C3F7
らなる群から選ばれたいずれか1つを表す。)
【0083】
【化52】
【0084】(ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結
合した補酵素Aを表し、eは前記化学式[5]で表される
モノマーユニットにおけるeと対応する1から8の整数の
いずれかを表し、R5は前記化学式[5]で表されるモノ
マーユニットにおけるR5と対応する、水素原子(H),
ハロゲン原子,−CN,−NO2,−CF3,−C2F5,−C3F7
−CH3,−C2H5,−C3H7からなる群から選ばれたいずれ
か1つを表す。)
【0085】
【化53】
【0086】(ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結
合した補酵素Aを表し、fは前記化学式[6]で表される
モノマーユニットにおけるfと対応する0から7の整数の
いずれかを表す。)
【0087】
【化54】
【0088】(ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結
合した補酵素Aを表し、gは前記化学式[7]で表され
るモノマーユニットにおけるgと対応する1から8の整数
のいずれかを表す。)
【0089】
【化55】
【0090】(ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結
合した補酵素Aを表し、hは前記化学式[8]で表される
モノマーユニットにおけるhと対応する1から7の整数の
いずれかを表し、R6は前記化学式[8]で表されるモノ
マーユニットにおけるR6と対応する、水素原子(H),
ハロゲン原子,−CN,−NO2,−COOR',−SO2R”,−CH
3,−C2H5,−C3H7,−CH(CH3)2,−C(CH3)3からなる群
から選ばれたいずれか1つを表し、ここでR'は水素原子
(H),Na,K,−CH3,−C2H5のいずれかであり、R”は
−OH,−ONa,−OK,ハロゲン原子,−OCH3,−OC2H5
いずれかである。)
【0091】
【化56】
【0092】(ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結
合した補酵素Aを表し、iは前記化学式[9]で表される
モノマーユニットにおけるiと対応する1から7の整数の
いずれかを表し、R7は前記化学式[9]で表されるモノ
マーユニットにおけるR7と対応する、水素原子(H),
ハロゲン原子, −CN,−NO2,−COOR',−SO2R”からな
る群から選ばれたいずれか1つを表し、ここでR'は水素
原子(H),Na,K,−CH3,−C2H5のいずれかであり、
R”は−OH,−ONa,−OK,ハロゲン原子,−OCH3,−OC
2H5のいずれかである。)
【0093】
【化57】
【0094】(ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結
合した補酵素Aを表し、jは前記化学式[10]で表さ
れるモノマーユニットにおけるjと対応する1から9の整
数のいずれかを表す。) これらの3−ヒドロキシアシルCoAは、例えば、酵素を用
いたin vitro合成法、微生物や植物などの生物体を用
いたin vivo合成法、化学合成法等の中から適宜選択し
た方法で合成して用いることができる。特に、酵素合成
法は該基質の合成に一般に用いられている方法であり、
市販のアシルCoAシンセターゼ(アシルCoAリガーゼ、
E.C.6.2.1.3)を用いた下記反応、アシル CoAシンセターセ゛ 3−ヒドロキシアルカン酸 + CoA → 3−
ヒドロキシアシルCoAを用いた方法などが知られている
(Eur.J.Biochem.,250,432−439(1997)、Appl.
Microbiol.Biotechnol.,54,37−43(2000)な
ど)。酵素や生物体を用いた合成工程には、バッチ式の
合成方法を用いても良く、また、固定化酵素や固定化細
胞を用いて連続生産してもよい。
【0095】<PHA合成酵素およびその生産菌>本発明
に用いるPHA合成酵素は、該酵素を生産する微生物から
適宜選択された微生物、あるいは、それら微生物のPHA
合成酵素遺伝子を導入した形質転換体により生産された
ものを用いることができる。
【0096】PHA合成酵素を生産する微生物としては、
例えば、mcl−PHAやunusual−PHAの生産菌を用いること
ができ、このような微生物として、前述のシュードモナ
ス・オレオボランス,シュードモナス・レジノボラン
ス,シュードモナス属61−3株,シュードモナス・プチ
ダ・KT2442株,シュードモナス・アエルギノーサなどの
ほかに、本発明者らにより分離された、シュードモナス
・プチダ・P91株(Pseudomonas putida P91),シュー
ドモナス・チコリアイ・H45株(Pseudomonas cichori
i H45),シュードモナス・チコリアイ・YN2株(Pseud
omonas cichorii YN2),シュードモナス・ジェッセ
ニイ・P161株(Pseudomonas jessenii P161)等のシ
ュードモナス属微生物や、特開2001−78753号公報に記
載のバークホルデリア属・OK3株(Burkholderia sp.O
K3、FERM P−17370),特開2001−69968号公報に記載
のバークホルデリア属・OK4株(Burkholderia sp.OK
4、FERMP−17371)などのバークホルデリア属微生物を
用いることができる。また、これら微生物に加えて、ア
エロモナス属(Aeromonas sp.),コマモナス属(Com
amonas sp.)などに属し、mcl−PHAやunusual−PHAを
生産する微生物を用いることも可能である。
【0097】なお、P91株は寄託番号FERM BP−7373と
して、H45株は寄託番号FERM BP−7374として、YN2株は
寄託番号FERM BP−7375として、P161株は寄託番号FERM
BP−7376として、特許手続上の微生物の寄託の国際的
承認に関するブタペスト条約に基づき、独立行政法人産
業技術総合研究所特許生物寄託センター(経済産業省産
業技術総合研究所(旧通商産業省工業技術院)生命工学
工業技術研究所特許微生物寄託センター)に国際寄託さ
れている。
【0098】なお、前記のP91株,H45株,YN2株およびP
161株の菌学的性質を列挙すれば以下の通りである。ま
た、P161株については、16S rRNAの塩基配列を配列番
号:1に示す。
【0099】(シュードモナス・プチダ・P91株の菌学
的性質) (1)形態学的性質 細胞の形と大きさ :桿菌、0.6μm×1.5μm 細胞の多形性 :なし 運動性 :あり 胞子形成 :なし グラム染色性 :陰性 コロニー形状 :円形、全縁なめらか、低凸状、表
層なめらか、光沢、クリーム色 (2)生理学的性質 カタラーゼ :陽性 オキシダーゼ :陽性 O/F試験 :酸化型 硝酸塩の還元 :陰性 インドールの生成 :陰性 ブドウ糖酸性化 :陰性 アルギニンジヒドロラーゼ :陽性 ウレアーゼ :陰性 エスクリン加水分解 :陰性 ゼラチン加水分解 :陰性 β−ガラクトシダーゼ :陰性 King’s B寒天での蛍光色素産生 :陽性 (3)基質資化能 ブドウ糖 :陽性 L−アラビノース :陰性 D−マンノース :陰性 D−マンニトール :陰性 N−アセチル−D−グルコサミン :陰性 マルトース :陰性 グルコン酸カリウム :陽性 n−カプリン酸 :陽性 アジピン酸 :陰性 dl−リンゴ酸 :陽性 クエン酸ナトリウム :陽性 酢酸フェニル :陽性 (シュードモナス・チコリアイ・H45株の菌学的性質) (1)形態学的性質 細胞の形と大きさ :桿菌、0.8μm×1.0〜1.2μm 細胞の多形性 :なし 運動性 :あり 胞子形成 :なし グラム染色性 :陰性 コロニー形状 :円形、全縁なめらか、低凸状、表
層なめらか、光沢、クリーム色 (2)生理学的性質 カタラーゼ :陽性 オキシダーゼ :陽性 O/F試験 :酸化型 硝酸塩の還元 :陰性 インドールの生成 :陰性 ブドウ糖酸性化 :陰性 アルギニンジヒドロラーゼ :陰性 ウレアーゼ :陰性 エスクリン加水分解 :陰性 ゼラチン加水分解 :陰性 β−ガラクトシダーゼ :陰性 King’sB寒天での蛍光色素産生 :陽性 4%NaClでの生育 :陰性 ポリ−β−ヒドロキシ酪酸の蓄積 :陰性 (3)基質資化能 ブドウ糖 :陽性 L−アラビノース :陰性 D−マンノース :陽性 D−マンニトール :陽性 N−アセチル−D−グルコサミン :陽性 マルトース :陰性 グルコン酸カリウム :陽性 n−カプリン酸 :陽性 アジピン酸 :陰性 dl−リンゴ酸 :陽性 クエン酸ナトリウム :陽性 酢酸フェニル :陽性 (シュードモナス・チコリアイ・YN2株の菌学的性質) (1)形態学的性質 細胞の形と大きさ :桿菌、0.8μm×1.5〜2.0μm 細胞の多形性 :なし 運動性 :あり 胞子形成 :なし グラム染色性 :陰性 コロニー形状 :円形、全縁なめらか、低凸状、表
層なめらか、光沢、半透明 (2)生理学的性質 カタラーゼ :陽性 オキシダーゼ :陽性 O/F試験 :酸化型 硝酸塩の還元 :陰性 インドールの生成 :陽性 ブドウ糖酸性化 :陰性 アルギニンジヒドロラーゼ :陰性 ゼラチン加水分解 :陰性 β−ガラクトシダーゼ :陰性 King’s B寒天での蛍光色素産生 :陽性 4%NaClでの生育 :陽性(弱い生育) ポリ−β−ヒドロキシ酪酸の蓄積 :陰性 Tween 80の加水分解 :陽性 (3)基質資化能 ブドウ糖 :陽性 L−アラビノース :陽性 D−マンノース :陰性 D−マンニトール :陰性 N−アセチル−D−グルコサミン :陰性 マルトース :陰性 グルコン酸カリウム :陽性 n−カプリン酸 :陽性 アジピン酸 :陰性 dl−リンゴ酸 :陽性 クエン酸ナトリウム :陽性 酢酸フェニル :陽性 (シュードモナス・ジェッセニイ・P161株の菌学的性
質) (1)形態学的性質 細胞の形と大きさ :球状 φ0.6μm、桿状 0.6μm
×1.5〜2.0μm 細胞の多形性 :あり(伸長型) 運動性 :あり 胞子形成 :なし グラム染色性 :陰性 コロニー形状 :円形、全縁なめらか、低凸状、表
層なめらか、淡黄色 (2)生理学的性質 カタラーゼ :陽性 オキシダーゼ :陽性 O/F試験 :酸化型 硝酸塩の還元 :陽性 インドールの生成 :陰性 アルギニンジヒドロラーゼ :陽性 ウレアーゼ :陰性 エスクリン加水分解 :陰性 ゼラチン加水分解 :陰性 β−ガラクトシダーゼ :陰性 King’sB寒天での蛍光色素産生 :陽性 (3)基質資化能 ブドウ糖 :陽性 L−アラビノース :陽性 D−マンノース :陽性 D−マンニトール :陽性 N−アセチル−D−グルコサミン :陽性 マルトース :陰性 グルコン酸カリウム :陽性 n−カプリン酸 :陽性 アジピン酸 :陰性 dl−リンゴ酸 :陽性 クエン酸ナトリウム :陽性 酢酸フェニル :陽性 本発明にかかるPHA合成酵素の生産に用いる微生物の通
常の培養、例えば、保存菌株の作成、PHA合成酵素の生
産に必要とされる菌数や活性状態を確保するための増殖
などには、用いる微生物の増殖に必要な成分を含有する
培地を適宜選択して用いる。例えば、微生物の生育や生
存に悪影響を及ぼすものでない限り、一般的な天然培地
(肉汁培地,酵母エキスなど)や、栄養源を添加した合
成培地など、いかなる種類の培地をも用いることができ
る。
【0100】培養は液体培養や固体培養等、該微生物が
増殖する方法であればいかなる方法をも用いることがで
きる。さらに、バッチ培養,フェドバッチ培養,半連続
培養,連続培養等の種類も問わない。液体バッチ培養の
形態としては、振とうフラスコによって振とうさせて酸
素を供給する方法、ジャーファーメンターによる攪拌通
気方式の酸素供給方法がある。また、これらの工程を複
数段接続した多段方式を採用してもよい。
【0101】前記したようなPHA生産微生物を用いて、P
HA合成酵素を生産する場合は、例えば、オクタン酸やノ
ナン酸等のアルカン酸を含む無機培地で該微生物を増殖
させ、対数増殖期から定常期初期にかけての微生物を遠
心分離等で回収して所望の酵素を抽出する方法などを用
いることができる。なお、上記のような条件で培養を行
うと、添加したアルカン酸に由来するmcl−PHAが菌体内
に合成されることになるが、この場合、一般に、PHA合
成酵素は菌体内に形成されるPHAの微粒子に結合して存
在するとされている。しかし、本発明者らの検討による
と、上記の方法で培養した菌体の破砕液を遠心分離した
上清液にも、相当程度の酵素活性が存在していることが
わかっている。これは、前記の如き対数増殖期から定常
期初期にかけての比較的培養初期には、菌体内で該酵素
が活発に生産され続けているため、遊離状態のPHA合成
酵素も相当程度存在するためと推定される。
【0102】上記の培養方法に用いる無機培地として
は、リン源(例えば、リン酸塩等)、窒素源(例えば、
アンモニウム塩,硝酸塩等)など、微生物が増殖し得る
成分を含んでいるものであればいかなるものでも良く、
例えば無機塩培地としては、MSB培地,E培地(J.Bio
l.Chem.,218,97−106(1956)),M9培地等を挙げ
ることができる。なお、本発明における実施例で用いる
M9培地の組成は以下の通りである。
【0103】 Na2HPO4 : 6.2 g KH2PO4 : 3.0 g NaCl : 0.5 g NH4Cl : 1.0 g (培地1リットル中、pH7.0) さらに、良好な増殖及びPHA合成酵素の生産のために
は、上記の無機塩培地に培地に以下に示す微量成分溶液
を0.3%(v/v)程度添加するのが好ましい。
【0104】(微量成分溶液) ニトリロ三酢酸: 1.5 g MgSO4 : 3.0 g MnSO4 : 0.5 g NaCl : 1.0 g FeSO4 : 0.1 g CaCl2 : 0.1 g CoCl2 : 0.1 g ZnSO4 : 0.1 g CuSO4 : 0.1 g AlK(SO42 : 0.1 g H3BO3 : 0.1 g Na2MoO4 : 0.1 g NiCl2 : 0.1 g (1リットル中) 培養温度としては上記の菌株が良好に増殖可能な温度で
あれば良く、例えば 14〜40℃、好ましくは 20〜35℃程
度が適当である。
【0105】また、前述のPHA生産菌の持つPHA合成酵素
遺伝子を導入した形質転換体を用いて、所望のPHA合成
酵素を生産することも可能である。PHA合成酵素遺伝子
のクローニング、発現ベクターの作製、および、形質転
換体の作製は、定法に従って行うことができる。大腸菌
等の細菌を宿主として得られた形質転換体においては、
培養に用いる培地として、天然培地あるいは合成培地、
例えば、LB培地,M9培地等が挙げられる。また、培養温
度は25から37℃の範囲で、好気的に8〜27時間培養する
ことにより、微生物の増殖を図る。その後集菌し、菌体
内に蓄積されたPHA合成酵素の回収を行うことができ
る。培地には、必要に応じて、カナマイシン,アンピシ
リン,テトラサイクリン,クロラムフェニコール,スト
レプトマイシン等の抗生物質を添加しても良い。また、
発現ベクターにおいて、誘導性のプロモーターを用いて
いる場合は、形質転換体を培養する際に、該プロモータ
ーの対応する誘導物質を培地に添加して発現を促しても
良い。例えば、イソプロピル−β−D−チオガラクトピ
ラノシド(IPTG),テトラサイクリン,インドールア
クリル酸(IAA)等が誘導物質として挙げられる。
【0106】PHA合成酵素としては、微生物の菌体破砕
液や、硫酸アンモニウム等によりタンパク質成分を沈殿
・回収した硫安塩析物などの粗酵素を用いても良く、ま
た、各種方法で精製した精製酵素を用いても良い。該酵
素には必要に応じて、金属塩,グリセリン,ジチオスレ
イトール,EDTA,ウシ血清アルブミン(BSA)などの安
定化剤,付活剤を適宜添加して用いることができる。
【0107】PHA合成酵素の分離・精製方法は、PHA合成
酵素の酵素活性が保持される方法であればいかなる方法
をも用いることができる。例えば、得られた微生物菌体
を、フレンチプレス,超音波破砕機,リゾチームや各種
界面活性剤等を用いて破砕したのち、遠心分離して得ら
れた粗酵素液、またはここから調製した硫安塩析物につ
いて、アフィニティクロマトグラフィー,陽イオンまた
は陰イオン交換クロマトグラフィー,ゲル濾過等の手段
を単独または適宜組み合わせることによって精製酵素を
得ることができる。特に、遺伝子組換えタンパク質は、
N末端やC末端にヒスチジン残基等の「タグ」を結合した
融合タンパク質の形で発現させ、このタグを介して親和
性樹脂に結合させることによって、より簡便に精製する
ことができる。融合タンパク質から目的のタンパク質を
分離するには、トロンビン,血液凝固因子Xa等のプロテ
アーゼで切断する、pHを低下せしめる、結合競合剤とし
て高濃度のイミダゾールを添加する等の方法を用いると
良い。あるいは、発現ベクターとしてpTYB1(New Engl
an Biolab社製)を用いた場合のようにタグがインテイ
ンを含む場合はdithiothreitolなどで還元条件として切
断する。アフィニティクロマトグラフィーによる精製を
可能とする融合タンパク質には、ヒスチジンタグの他に
グルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST),キチン
結合ドメイン(CBD),マルトース結合タンパク(MB
P),あるいはチオレドキシン(TRX)等も公知である。
GST融合タンパク質は、GST親和性レジンによって精製
することができる。
【0108】PHA合成酵素の活性測定は、既報の各種方
法を用いることができるが、例えば、3−ヒドロキシア
シルCoAがPHA合成酵素の触媒作用により重合してPHAに
なる過程で放出されるCoAを、5,5’−ジチオビス−(2
−ニトロ安息香酸)で発色させて測定することを測定原
理とする、以下に示す方法によって測定することができ
る。試薬1:ウシ血清アルブミン(Sigma社製)を0.1
M トリス塩酸バッファー(pH8.0) に3.0 mg/ml溶
解、試薬2:3−ヒドロキシオクタノイルCoAを0.1M ト
リス塩酸バッファー(pH8.0) に3.0 mM溶解、試薬
3:トリクロロ酢酸を0.1 M トリス塩酸バッファー(pH
8.0) に10 mg/ml溶解、試薬4:5,5’−ジチオビス
−(2−ニトロ安息香酸)を0.1 M トリス塩酸バッファ
ー(pH8.0)に2.0 mM溶解。第1反応(PHA合成反
応):試料(酵素)溶液100μlに試薬1を100μl添加し
て混合し、30℃で1分間プレインキュベートする。ここ
に、試薬2を100μl添加して混合し、30℃で1〜30分間イ
ンキュベートしたのち、試薬3を添加して反応を停止さ
せる。第2反応(遊離CoAの発色反応):反応停止した第
1反応液を遠心分離(15,000×g、10分間)し、この上
清500μlに試薬4を500μl添加し、30℃で10分間インキ
ュベートしたのち、412 nmの吸光度を測定する。酵素活
性の算出:1分間に1μmolのCoAを放出させる酵素量を1
単位(U)とする。
【0109】なお、該酵素により合成されるPHAは、一
般にR体のみから構成されるアイソタクチックなポリマ
ーである。
【0110】<基材>本発明の方法に用いる基材として
は、PHA合成酵素を固定化することのできるものであれ
ば、一般的な高分子化合物や無機系固形物、例えば、樹
脂,ガラス,金属等から適宜選択して用いることができ
る。また、PHA合成酵素の固定化方法や、作製した構造
体の応用の形態等に応じて、基材の種類や構造を適宜選
択して用いることができる。
【0111】例えば、本発明のカプセル構造体における
基材(コア)として、スチレン,α−メチルスチレン,
β−メチルスチレン,o−メチルスチレン,m−メチルス
チレン,p−メチルスチレン,2,4−ジメチルスチレ
ン,p−n−ブチルスチレン,p−tert−ブチルスチレ
ン,p−n−ヘキシルスチレン,p−n−オクチルスチレ
ン,p−n−ノニルスチレン,p−n−デシルスチレン,p
−n−ドデシルスチレン,p−メトキシスチレン,p−フ
ェニルスチレンなどのスチレン系重合性モノマー、メチ
ルアクリレート,エチルアクリレート,n−プロピルア
クリレート,iso−プロピルアクリレート,n−ブチルア
クリレート,iso−ブチルアクリレート,tert−ブチル
アクリレート,n−アミルアクリレート,n−ヘキシルア
クリレート,2−エチルヘキシルアクリレート,n−オク
チルアクリレート,n−ノニルアクリレート,シクロヘ
キシルアクリレート,ベンジルアクリレート,ジメチル
フォスフェートエチルアクリレート,ジエチルフォスフ
ェートエチルアクリレート,ジブチルフォスフェートエ
チルアクリレート,2−ベンゾイルオキシエチルアクリ
レートなどのアクリル系重合性モノマー、メチルメタク
リレート,エチルメタクリレート,n−プロピルメタク
リレート,iso−プロピルメタクリレート,n−ブチルメ
タクリレート,iso−ブチルメタクリレート,tert−ブ
チルメタクリレート,n−アミルメタクリレート,n−ヘ
キシルメタクリレート,2−エチルヘキシルメタクリレ
ート,n−オクチルメタクリレート,n−ノニルメタクリ
レート,ジエチルフォスフェートエチルメタクリレー
ト,ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートなど
のメタクリル系重合性モノマー、メチレン脂肪族モノカ
ルボン酸エステル類,酢酸ビニル,プロピオン酸ビニ
ル,ベンゾエ酸ビニル,酪酸ビニル,安息香酸ビニル,
ギ酸ビニルなどのビニルエステル類、ビニルメチルエー
テル,ビニルエチルエーテル,ビニルイソブチルエーテ
ル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン,ビニル
ヘキシルケトン,ビニルイソプロピルケトン等のビニル
ケトン類などのビニル系重合性モノマー、からなる群よ
り選択された重合性モノマーを重合させて製造された樹
脂微粒子、あるいは、上記モノマー系に極性基重合体や
着色剤などの各種添加剤を添加して製造された樹脂微粒
子、パラフィンワックス,ポリオレフィンワックス,フ
ィッシャートロピッシュワックス,アミドワックス,高
級脂肪酸,エステルワックス及びこれらの誘導体又はこ
れらのグラフトまたはブロック化合物等を含有する微粒
子、カオリナイト,ベントナイト,タルク,雲母等の粘
土鉱物、アルミナ,二酸化チタン等の金属酸化物、シリ
カゲル,ヒドロキシアパタイト,リン酸カルシウムゲル
等の不溶性無機塩、カーボンブラック,酸化銅,二酸化
マンガン,アニリンブラック,活性炭,非磁性フェライ
ト,マグネタイトなどの黒色顔料、黄鉛,亜鉛黄,黄色
酸化鉄,カドミウムイエロー,ミネラルファストイエロ
ー,ニッケルチタンイエロー,ネーブルスイエロー,ナ
フトールイエローS,ハンザーイエローG,ハンザイエ
ロー10G,ベンジジンイエローG,ベンジジンイエロー
GR,キノリンイエローレーキ,パーマネントイエローN
CG,タートラジンレーキなどの黄色顔料、赤色黄鉛,
モリブデンオレンジ,パーマネントオレンジGTR,ピラ
ゾロンオレンジ,バルカンオレンジ,ベンジジンオレン
ジG,インダスレンブリリアントオレンジRK,インダス
レンブリリアントオレンジGKなどの橙色顔料、ベンカ
ラ,カドミウムレッド鉛丹,硫化水銀,カドミウム,パ
ーマネントレッド4R,リソールレッド,ピラゾロンレッ
ド,ウォッチングレッド,カルシウム塩,レーキレッド
C,レーキレッドD,ブリリアントカーミン6B,ブリリア
ントカーミン3B,エオキシンレーキ,ローダミンレーキ
B,アリザリンレーキなどの赤色顔料、紺青,コバルト
ブルー,アルカリブルーレーキ,ビクトリアブルーレー
キ,フタロシアニンブルー,無金属フタロシアニンブル
ー,フタロシアニンブルー一部分塩素化合物,ファース
トスカイブルー,インダスレンブルーBCなどの青色顔
料、マンガン紫,ファストバイオレットB,メチルバイ
オレットレーキなどの紫色顔料、酸化クロム,クロムグ
リーン,ピグメントグリーンB,マラカイトグリーンレ
ーキ,ファイナルイエローグリーンGなどの緑色顔料、
亜鉛華,酸化チタン,アンチモン白,硫化亜鉛などの白
色顔料、バライト粉,炭酸バリウム,クレー,シリカ,
ホワイトカーボン,タルク,アルミナホワイトなどの体
質顔料などを用いることができるが、もちろんこれらに
限定されるものではない。コアの形状は、その用途に応
じて適宜選択可能であるが、例えば、粒径0.1μmから
1.0 mm の範囲内の粒径を有する粒子を用いると良い。
さらに、該構造体を電子写真用のカプセルトナーとして
用いる場合には、その粒径を3.0μmから10μmの範囲内
で選択するとよい。
【0112】また、本発明の積層構造体の基材として
は、ポリエチレンテレフタレート(PET),ジアセテー
ト,トリアセテート,セロハン,セルロイド,ポリカー
ボネート,ポリイミド,ポリビニルクロライド,ポリビ
ニリデンクロライド,ポリアクリレート,ポリエチレ
ン,ポリプロピレン,ポリエステルなどのプラスチック
からなるフィルム、ポリビニルクロライド,ポリビニル
アルコール,アセチルセルロース,ポリカーボネート,
ナイロン,ポリプロピレン,ポリエチレン,テフロン
(登録商標)等からなる多孔性高分子膜、木板、ガラス
板、木綿,レーヨン,アクリル,絹,ポリエステルなど
の布、上質紙,中質紙,アート紙,ボンド紙,再生紙,
バライタ紙,キャストコート紙,ダンボール紙,レジン
コート紙などの紙を用いることができるが、もちろんこ
れらに限定されるものではない。なお、前記基材の表面
が滑らかなものであっても、凹凸のついたものであって
も良いし、透明、半透明、不透明のいずれであっても良
い。また、これら前記基材の中より2種類以上を互いに
張り合わせたものであっても良い。
【0113】<構造体の作製>本発明の構造体の製造方
法には、基材にPHA合成酵素を固定化する工程と、該固
定化PHA合成酵素に3−ヒドロキシアシルCoAを反応させ
てPHAを合成させる工程とを含むものである。
【0114】基材にPHA合成酵素を固定化する方法とし
ては、該酵素の活性が保持され得るものであり、かつ、
所望の基材において適用可能なものであれば、通常行わ
れている酵素固定化方法の中から任意に選択して用いる
ことができる。例えば、共有結合法,イオン吸着法,疎
水吸着法,物理的吸着法,アフィニティ吸着法,架橋
法,格子型包括法などを例示することができるが、特に
イオン吸着や疎水吸着を利用した固定化方法が簡便であ
る。
【0115】PHA合成酵素などの酵素タンパク質は、ア
ミノ酸が多数結合したポリペプチドであり、リシン,ヒ
スチジン,アルギニン,アスパラギン酸,グルタミン酸
などの遊離のイオン性基を有するアミノ酸によってイオ
ン吸着体としての性質を示し、またアラニン,バリン,
ロイシン,イソロイシン,メチオニン,トリプトファ
ン,フェニルアラニン,プロリンなどの遊離の疎水性基
を有するアミノ酸によって、また有機高分子であるとい
う点で疎水吸着体としての性質を有している。従って、
程度の差はあるが、イオン性や疎水性、もしくはイオン
性と疎水性の両方の性質を有する固体表面に吸着させる
ことが可能である。
【0116】主にイオン吸着法によってPHA合成酵素を
固定化する方法では、イオン性官能基を表面に発現して
いるコアを用いれば良く、例えば、カオリナイト,ベン
トナイト,タルク,雲母等の粘土鉱物、アルミナ,二酸
化チタン等の金属酸化物、シリカゲル,ヒドロキシアパ
タイト,リン酸カルシウムゲル等の不溶性無機塩などを
コアとして用いることができる。また、これらを主要な
成分とする無機顔料,イオン交換樹脂,キトサン,ポリ
アミノポリスチレン等の、イオン性官能基を有する重合
体もイオン吸着性コアとして用いることができる。
【0117】また、主に疎水吸着によってPHA合成酵素
を固定化する方法では、表面が非極性であるコアを用い
ればよく、例えば、スチレン系ポリマー,アクリル系ポ
リマー,メタクリル系ポリマー,ビニルエステル類,ビ
ニル系ポリマーなど、イオン性官能基を表面に発現して
いない、もしくは疎水性官能基を表面に発現している多
くの重合体をコアとして用いることができる。芳香環を
複数有するアゾ顔料や縮合多環のフタロシアニン系顔
料,アントラキノン系顔料等の有機顔料,カーボンブラ
ックなどは疎水吸着性である。
【0118】イオン吸着法または疎水吸着法によるPHA
合成酵素のコアへの固定化は、該酵素とコアとを所定の
反応液中で混合することによって達成される。このと
き、該酵素がコアの表面に均等に吸着されるよう、反応
容器を適当な強度で振盪あるいは攪拌することが望まし
い。
【0119】反応液のpHや塩濃度、温度によってコアお
よびPHA合成酵素の表面電荷の正負や電荷量、疎水性が
変化するので、用いるコアの性質に合わせて、酵素活性
上許容される範囲内で溶液の調整を行うことが望まし
い。例えば、コアが主にイオン吸着性である場合には、
塩濃度を下げることにより、コアとPHA合成酵素との吸
着に寄与する電荷量を増やすことができる。また、pHを
変える事により、両者の反対電荷を増やすことができ
る。コアが主に疎水吸着性である場合には、塩濃度を上
げることによって両者の疎水性を増やすことができる。
また、予め電気泳動やぬれ角等を測定し、コアやPHA合
成酵素の荷電状態や疎水性を調べることで、吸着に適し
た溶液条件を設定をすることもできる。さらに、コアと
PHA合成酵素との吸着量を直接測定して条件を求めるこ
ともできる。吸着量の測定は、例えば、コアが分散され
た溶液に濃度既知のPHA合成酵素溶液を添加し、吸着処
理を行った後、溶液中のPHA合成酵素濃度を測定し、差
し引き法により吸着酵素量を求める等の方法を用いれば
よい。
【0120】イオン吸着法や疎水吸着法によって酵素を
固定化し難いコア材質の場合は、操作の煩雑さや酵素の
失活の可能性を考慮すれば共有結合法によってもかまわ
ない。例えば、芳香族アミノ基を有する固体粒子をジア
ゾ化し、これに酵素をジアゾカップリングする方法や、
カルボキシル基,アミノ基を有する固体粒子と酵素の間
にペプチド結合を形成させる方法、ハロゲン基を有する
固体粒子と酵素のアミノ基等との間でアルキル化する方
法、臭化シアンで活性化した多糖類粒子と酵素のアミノ
基を反応させる方法、固体粒子のアミノ基と酵素のアミ
ノ基との間を架橋する方法、アルデヒド基またはケトン
基を有する化合物とイソシアニド化合物の存在下、カル
ボキシル基,アミノ基を有する固体粒子と酵素を反応さ
せる方法、ジスルフィド基を有する固体粒子と酵素のチ
オール基との間で交換反応させる方法などがある。
【0121】また、アフィニティ吸着によって固体粒子
に吸着してもよい。アフィニティ吸着とは、生体高分子
とそれに特異的な親和力を示す、リガンドと呼ばれる特
定物質との間の生物学的吸着で、例えば、酵素と基質、
抗体と抗原、レセプターとアセチルコリン等の情報物
質、mRNAとtRNAなどがある。一般に、アフィニティ吸着
を利用して酵素を固定化する方法として、酵素の基質や
反応生成物、拮抗阻害剤、補酵素、アロステリックエフ
ェクター等をリガンドとして固体に結合させ、この固体
に酵素を添加してアフィニティ吸着させる方法をとる。
しかしながら、PHA合成酵素においては、例えば基質で
ある3−ヒドロキシアシルCoAをリガンドとして用いた場
合、該酵素のPHA合成を触媒する活性部位がリガンドと
の結合により塞がれてしまうため、PHAを合成できなく
なるという問題を生じる。しかしながら、他の生体高分
子をPHA合成酵素に融合させ、該生体高分子のリガンド
をアフィニティ吸着に用いることによって固定化後もPH
A合成酵素のPHA合成活性を維持することができる。PHA
合成酵素と生体高分子との融合は遺伝子工学的手法によ
って行っても良く、またPHA合成酵素に化学的に結合さ
せてもよい。用いる生体高分子としては、対応するリガ
ンドが入手容易で、そのリガンドがコアに容易に結合で
きるものであればいかなるものでも構わないが、遺伝子
組換えによって融合物を発現させる場合には、タンパク
質であることが好ましい。具体的には、形質転換によっ
てGSTを発現する遺伝子配列にPHA合成酵素の遺伝子配
列を繋げた大腸菌を用いて、GSTとPHA合成酵素との融
合タンパク質を生産し、これをGSTのリガンドであるグ
ルタチオンを結合したSepharoseに添加することで、PHA
合成酵素をSepharoseにアフィニティ吸着させることが
できる。
【0122】また、基材に対して結合能を有するアミノ
酸配列を含むペプチドをPHA合成酵素に融合して提示さ
せ、該基材に対して結合能を有するアミノ酸配列のペプ
チド部分と、基材との結合性に基づいて、該基材表面に
PHA合成酵素を固定化することもできる。
【0123】基材に対する結合能を有するアミノ酸配列
は、例えばランダムペプチドライブラリのスクリーニン
グによって決定することができる。特に例えばM13 系フ
ァージの表面蛋白質(例えばgeneIII 蛋白質)のN末端
側遺伝子にランダム合成遺伝子を連結して調製されたフ
ァージディスプレイペプチドライブラリーを好適に用い
ることが出来るが、この場合基材に対する結合能を有す
るアミノ酸配列を決定するには、次のような手順をと
る。すなわち、基材あるいは該基材を構成する少なくと
も一成分に対してファージディスプレイペプチドライブ
ラリーを添加することによって接触させ、その後洗浄に
より結合ファージと非結合ファージを分離する。基材結
合ファージを酸などにより溶出し緩衝液で中和した後大
腸菌に感染させファージを増幅する。この選別を複数回
繰り返すと目的の基材に結合能のある複数のクローンが
濃縮される。ここで単一なクローンを得るため再度大腸
菌に感染させた状態で培地プレート上にコロニーを作ら
せる。それぞれの単一コロニーを液体培地で培養した
後、培地上清中に存在するファージをポリエチレングリ
コール等で沈殿精製し、その塩基配列を解析すればペプ
チドの構造を知ることができる。
【0124】上記方法により得られた基材に対する結合
能を有するペプチドのアミノ酸配列は、通常の遺伝子工
学的手法を用いて、PHA合成酵素に融合して利用され
る。基材に対する結合能を有するペプチドはPHA合成酵
素のN末端あるいはC末端に連結して発現することができ
る。また適当なスペーサー配列を挿入して発現すること
もできる。スペーサー配列としては、約3〜約400アミノ
酸が好ましく、また、スペーサー配列はいかなるアミノ
酸を含んでもよい。最も好ましくは、スペーサー配列
は、PHA合成酵素が機能するのを妨害せず、また、PHA合
成酵素が基材に結合するのを妨害しないものである。
【0125】上記方法により作製された固定化酵素は、
そのままでも用いることができるが、さらに凍結乾燥等
を施した上で使用することもできる。
【0126】3−ヒドロキシアシルCoAの重合によりPHA
が合成される反応において放出されるCoA量が1分間に1
μmolとなるPHA合成酵素量を1単位(U)としたとき、基
材に固定する酵素の量は、例えば基材がカプセル構造体
のコアである場合、基材1 gあたり10 単位(U)から
1,000単位(U)、望ましくは50 単位(U)から500単位
(U) の範囲内に設定すると良い。
【0127】前記の固定化酵素は所望のPHAの原料とな
る3−ヒドロキシアシルCoAを含む水系反応液中に投入さ
れ、基材表面のPHA合成酵素によりPHAが合成されること
により、基材がPHAにより被覆された構造体を形成す
る。上記水系反応液は、PHA合成酵素の活性を発揮させ
得る条件に調整された反応系として構成されるべきであ
り、例えば通常、pH5.5からpH9.0、好ましくはpH7.0
からpH 8.5となるよう、緩衝液により調製する。ただ
し、使用するPHA合成酵素の至適pHやpH安定性によって
は、上記範囲以外に条件を設定することも除外されな
い。緩衝液の種類は、使用するPHA合成酵素の活性を発
揮させ得るものであれば、設定するpH領域等に応じて適
宜選択して用いることができるが、例えば、一般の生化
学反応に用いられる緩衝液、具体的には、酢酸バッファ
ー,リン酸バッファー,リン酸カリウムバッファー,3
−(N−モルフォリノ)プロパンスルフォン酸(MOPS)
バッファー,N−トリス(ヒドロキシメチル)メチル−3
−アミノプロパンスルフォン酸(TAPS)バッファー,ト
リス塩酸バッファー,グリシンバッファー,2−(シク
ロヘキシルアミノ)エタンスルフォン酸(CHES)バッフ
ァーなどを用いると良い。緩衝液の濃度も、使用するPH
A合成酵素の活性を発揮させ得るものであれば特に限定
はされないが、通常5.0 mMから1.0 M、好ましくは0.
1 Mから0.2 Mの濃度のものを使用すると良い。反応温
度は、使用するPHA合成酵素の特性に応じて適宜設定す
るものであるが、通常、4℃から50℃、好ましくは20℃
から40℃に設定すると良い。ただし、使用するPHA合成
酵素の至適温度や耐熱性によっては、上記範囲以外に条
件を設定することも除外されない。反応時間は、使用す
るPHA合成酵素の安定性等にもよるが、通常、1分間から
24時間、好ましくは30分間から3時間の範囲内で適宜選
択して設定する。反応液中の3−ヒドロキシアシルCoA濃
度は、使用するPHA合成酵素の活性を発揮させ得る範囲
内で適宜設定するものであるが、通常、0.1 mMから1.
0 M、好ましくは0.2 mMから0.2 Mの範囲内で設定する
と良い。なお、反応液中における3−ヒドロキシアシルC
oA濃度が高い場合、一般に、反応系のpHが低下する傾向
にあるため、3−ヒドロキシアシルCoA濃度を高く設定す
る場合は、前記の緩衝液濃度も高めに設定することが好
ましい。
【0128】また、上記工程において、水系反応液中の
3−ヒドロキシアシルCoAの種類や濃度などの組成を経時
的に変化させることによって、構造体の形状が粒状であ
れば内側から外側に向かう方向に、構造体の形状が平面
状であれば垂直方向に、基材を被覆するPHAのモノマー
ユニット組成を変化させることができる。
【0129】このモノマーユニット組成の変化した構造
体の形態として、例えば、PHA被膜の組成変化が連続的
で、内側から外側に向かう方向もしくは垂直方向に組成
の勾配を形成した1層のPHAが基材を被覆した形態を挙
げることができる。製造方法としては、例えば、PHAを
合成しながら反応液中に別組成の3−ヒドロキシアシルC
oAを添加するなどの方法によればよい。
【0130】また別の形態として、PHA被膜の組成変化
が段階的で、組成の異なるPHAが基材を多層に被覆した
形態を挙げることができる。この製造方法としては、あ
る3−ヒドロキシアシルCoAの組成でPHAを合成した後、
遠心分離などによって調製中の構造体を反応液からいっ
たん回収し、これに異なる3−ヒドロキシアシルCoAの組
成からなる反応液を再度添加するなどの方法によればよ
い。
【0131】上記反応により得られた構造体は、必要に
応じて、洗浄工程に供する。構造体の洗浄方法は、該構
造体製造の目的上好ましくない変化を、該構造体に及ぼ
すものでない限り、特に限定はされない。構造体が、基
材をコアとしPHAを外被とするカプセル構造体である場
合は、例えば、遠心分離によって該構造体を沈殿させ、
上清を除去することによって、反応液に含まれる不要成
分を除去することができる。ここに水,緩衝液,メタノ
ール等の該PHAが不溶である洗浄剤を添加し、遠心分離
をする操作を行うことにより、さらに洗浄することもで
きる。また、遠心分離の替わりに、濾過等の手法を用い
ても良い。一方、構造体が、平板状の基材をPHAで被覆
した構造体である場合は、例えば、上記洗浄剤に浸漬す
るなどして洗浄することができる。さらに、上記構造体
は、必要に応じて、乾燥工程に供することができる。さ
らに該構造体に各種二次加工や化学修飾等の処理を施し
て使用することもできる。
【0132】例えば、基材を被覆したPHAに化学修飾を
施すことにより、さらに有用な機能・特性を備えた構造
体を得ることができる。
【0133】例えば、該PHAにグラフト鎖を導入するこ
とにより、該グラフト鎖に起因する各種の特性を備えた
PHAが、基材の少なくとも一部を被覆した構造体を得る
ことができる。また、該PHAを架橋化せしめることによ
り、構造体の機械的強度、耐薬品性、耐熱性などを制御
することが可能である。
【0134】化学修飾の方法は、所望の機能・構造を得
る目的を満たす方法であれば特に限定はされないが、例
えば、反応性官能基を側鎖に有するPHAを合成し、該官
能基の化学反応を利用して化学修飾する方法を、好適な
方法として用いることができる。
【0135】前記の反応性官能基の種類は、所望の機能
・構造を得る目的を満たすものであれば特に限定されな
いが、例えば、前記したエポキシ基を例示することがで
きる。エポキシ基を側鎖に有するPHAは、通常のエポキ
シ基を有するポリマーと同様の化学的変換を行うことが
できる。具体的には、例えば水酸基に変換したり、スル
ホン基を導入することが可能である。また、チオールや
アミンを有する化合物を付加することもでき、例えば、
末端に反応性官能基を有する化合物、具体的には、エポ
キシ基との反応性が高いアミノ基を末端に有する化合物
などを添加して反応させることにより、ポリマーのグラ
フト鎖が形成される。
【0136】アミノ基を末端に有する化合物としては、
ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン、アミノ変性ポ
リシロキサン(アミノ変性シリコーンオイル)などのア
ミノ変性ポリマーを例示することができる。このうち、
アミノ変性ポリシロキサンとしては、市販の変性シリコ
ーンオイルを使用しても良く、また、J.Amer.Chem.S
oc.,78,2278(1956)などに記載の方法で合成して使
用することもでき、該ポリマーのグラフト鎖の付加によ
る耐熱性の向上等の効果が期待できる。
【0137】また、エポキシ基を有するポリマーの化学
的変換の他の例として、ヘキサメチレンジアミンなどの
ジアミン化合物,無水コハク酸,2−エチル−4−メチル
イミダゾール,電子線照射などによる架橋反応が挙げら
れる。このうち、エポキシ基を側鎖に有するPHAとヘキ
サメチレンジアミンとの反応は、下記のスキームに示す
ような形で進行し、架橋ポリマーが生成する。
【0138】
【化58】
【0139】得られた構造体において、基材がPHAで被
覆されていることを確認する方法としては、一般には、
例えば、ガスクロマトグラフィー等による組成分析と電
子顕微鏡等による形態観察とを組み合わせた方法や、飛
行時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIMS)とイオ
ンスパッタリング技術を用いて、各構成層のマススペク
トルから構造を判定する方法などを用いることができ
る。しかし、さらに直接的かつ簡便な確認方法として、
本発明者らによって新たに開発された、ナイルブルーA
染色と蛍光顕微鏡観察とを組み合わせた方法を用いるこ
ともできる。本発明者らは、PHA合成酵素を用いた無細
胞系(in vitro)でのPHA合成を簡便に判定できる方法
について鋭意検討を続けてきた結果、PHAに特異的に結
合して蛍光を発する性質を有する薬剤であり、Appl.En
viron.Microbiol.,44,238−241(1982) において
微生物細胞(in vivo)でのPHA生産の簡易的判別に用い
ることができると報告されているナイルブルーAが、適
切な使用方法および使用条件の設定によって、無細胞系
でのPHA合成の判定にも用いることができることを見出
し、上記の方法を完成させた。即ち、本方法では、所定
濃度のナイルブルーA溶液を濾過したのち、PHAを含む反
応液に混合し、蛍光顕微鏡で一定の波長の励起光を照射
しながら観察することにより、合成されたPHAのみから
蛍光を発せしめ、これを観察することによって、無細胞
系でのPHA合成を簡易に判定することができる。使用し
た基材が上記条件下で蛍光を発する性質を有するもので
ない限り、上記方法を本発明の構造体の製造に応用する
ことにより、基材の表面を被覆したPHAを直接的に観察
し、評価することができる。
【0140】また、基材を被覆しているPHAの内側から
外側に向かう方向もしくは垂直方向の組成分布は、イオ
ンスパッタリング技術と飛行時間型二次イオン質量分析
装置(TOF−SIMS)を組み合わせて評価することができ
る。
【0141】<構造体の利用>本発明の特徴の一つは、
通常の有機合成化学的手法では製造が困難であった構造
体の製造を可能にしたことであり、従って、従来の有機
合成化学的手法で製造されたカプセル構造体や積層構造
体にはない優れた特性を付与した構造体を得ることが可
能である。例えば、従来の有機合成的手法では実現が困
難であった新たな高分子化合物の利用や、新たな機能・
構造の付与が可能になる。さらに具体的には、生物の触
媒作用に特有の極めて厳密な分子認識能や立体選択性を
利用して、従来の有機合成化学的手法では実現が困難で
あった新たな機能性高分子化合物や、極めてキラリティ
ーの高い高分子化合物により被覆されたカプセル構造体
や積層構造体等を、極めて簡便なプロセスで製造するこ
とが可能になる。
【0142】上記の如き構造体の応用の一例としては、
電子写真用高機能カプセルトナーが挙げられる。前述の
通り、電子写真用カプセルトナーにおいては、その製造
工程が極めて複雑となり、また、製造工程において大量
の溶媒類や界面活性剤を使用するなどの課題があった。
本発明の方法により、上記の如き課題を解決し、カプセ
ルトナーを簡便に製造できる方法が提供される。さら
に、その外被の厚さやモノマーユニット組成等も比較的
容易に制御できる。また、特開平8−286416号公報によ
れば、カプセルトナーの外被にポリエステルなどの極性
樹脂を含有させることにより、画質耐久性の向上、帯電
の均一化および安定化等の効果が得られるとされている
が、本発明の方法により得られるカプセルトナーにおけ
るPHAからなる外被にも、上記の如き効果が期待でき
る。さらに、本発明の方法では、様々な官能基を有する
PHAを外被として用いることができるため、これら官能
基によるトナーの表面物性の制御や、新たな機能性の付
与等も可能となる。また、コア部分の製造工程を除け
ば、その製造において有機溶媒や界面活性剤などをほと
んど、あるいは、全く使用せず、かつ、反応条件も極め
て温和であるため、製造上の環境負荷を大幅に低減する
ことが可能である。
【0143】本発明の構造体の応用のもう一つの例とし
ては、例えばインクジェット記録方式における記録媒体
が挙げられる。前述の通り、該記録媒体においてインク
吸収層を基材上に形成させる方法としては、従来は塗抹
による方法が一般的であった。本発明の方法によって、
上記方法を用いることなく、新たに記録媒体を製造する
ことが可能となる。即ち、酵素を固定化した基材と、例
えば、下記化学式[21]、
【0144】
【化59】
【0145】で表される3−ヒドロキシピメリルCoAとを
反応させることによって、下記化学式[22]、
【0146】
【化60】
【0147】で表される、PHA、即ち、アニオン性官能
基であるカルボキシル基を側鎖に有するPHAをインク受
容層として重層した記録媒体を製造することができる。
本発明の方法により、従来の手法では製造が困難であっ
た、上記の如き新規機能性記録媒体の製造が可能となる
が、従来、このような手法により該記録媒体を製造した
とする報告は全くない。
【0148】なお、本発明の構造体およびその利用方法
およびその製造方法は、上記の方法に限定されるもので
はない。
【0149】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。ただし、以下に述べる実施例は本発明の最良
の実施形態の一例ではあるが、本発明の技術的範囲はこ
れら実施例に限定されるものではない。なお、以下にお
ける「%」は特に標記した以外は重量基準である。
【0150】(参考例1) PHA合成酵素生産能を有す
る形質転換体の作製 YN2株を100 mlのLB培地(1%ポリペプトン(日本製薬
(株)製)、0.5%酵母エキス(Difco社製)、0.5%
塩化ナトリウム、pH7.4)で30℃、一晩培養後、マーマ
ーらの方法により染色体DNAを分離回収した。得られた
染色体DNAを制限酵素HindIIIで完全分解した。ベクター
にはpUC18を使用し、制限酵素HindIIIで切断した。末端
の脱リン酸処理(Molecular Cloning,1,572,(198
9); Cold Spring Harbor Laboratory出版)ののち、D
NAライゲーションキットVer.II(宝酒造(株)製)を
用いて、ベクターの切断部位(クローニングサイト)と
染色体DNAのHindIII完全分解断片とを連結した。この染
色体DNA断片を組み込んだプラスミドベクターを用い
て、大腸菌(Escherichia coli)HB101株を形質転換
し、YN2株のDNAライブラリーを作製した。次に、YN2株
のPHA合成酵素遺伝子を含むDNA断片を選択するため、コ
ロニー・ハイブリダイズ用のプローブ調製を行った。配
列番号:2および配列番号:3の塩基配列からなるオリゴ
ヌクレオチドを合成し(アマシャムファルマシア・バイ
オテク(株))、このオリゴヌクレオチドをプライマー
に用いて、染色体DNAをテンプレートとしてPCRを行っ
た。PCR増幅されてきたDNA断片をプローブとして用い
た。プローブの標識化は、市販の標識酵素系AlkPhosDir
ect(アマシャムファルマシア・バイオテク(株)製)
を利用して行った。得られた標識化プローブを用いて、
YN2株の染色体DNAライブラリーからコロニーハイブリダ
イゼーション法によってPHA合成酵素遺伝子を含む組換
えプラスミドを有する大腸菌菌株を選抜した。選抜した
菌株から、アルカリ法によってプラスミドを回収するこ
とで、PHA合成酵素遺伝子を含むDNA断片を得ることがで
きた。ここで取得した遺伝子DNA断片を、不和合性グル
ープであるIncP、IncQ、あるいはIncWの何れにも属さな
い広宿主域複製領域を含むベクターpBBR122(Mo BiTe
c)に組み換えた。この組み換えプラスミドをシュード
モナス・チコリアイYN2ml株(PHA合成能欠損株)にエレ
クトロポレーション法により形質転換したところ、YN2m
l株のPHA合成能が復帰し、相補性を示した。従って、選
抜された遺伝子DNA断片は、シュードモナス・チコリア
イYN2ml株内において、PHA合成酵素に翻訳可能な、PHA
合成酵素遺伝子領域を含むことが確認される。
【0151】このDNA断片について、サンガー法により
塩基配列を決定した。その結果、決定された塩基配列中
には、それぞれペプチド鎖をコードする、配列番号:4
および配列番号:5で示される塩基配列が存在すること
が確認された。これらのPHA合成酵素遺伝子について、
染色体DNAをテンプレートとしてPCRを行い、PHA合成酵
素遺伝子の完全長を再調製した。即ち、配列番号:4で
示される塩基配列のPHA合成酵素遺伝子に対する、上流
側プライマー(配列番号:6)および下流側プライマー
(配列番号:7)、配列番号:5で示される塩基配列のPH
A合成酵素遺伝子に対する、上流側プライマー(配列番
号:8)および下流側プライマー(配列番号:9)をそれ
ぞれ合成した(アマシャムファルマシア・バイオテク
(株))。
【0152】これらのプライマーを用いて、配列番号:
4および配列番号:5で示される塩基配列それぞれについ
てPCRを行い、PHA合成酵素遺伝子の完全長を増幅した
(LA−PCRキット;宝酒造(株)製)。次に、得られたP
CR増幅断片および発現ベクターpTrc99Aを制限酵素HindI
IIで切断し、脱リン酸化処理(Molecular Cloning,1
巻,572頁,1989年;Cold Spring Harbor Laboratory
出版)したのち、この発現ベクターpTrc99Aの切断部位
に、両末端の不用な塩基配列を除いたPHA合成酵素遺伝
子の完全長を含むDNA断片を、DNAライゲーションキット
Ver.II(宝酒造(株)製)を用いて連結した。
【0153】得られた組換えプラスミドで大腸菌(Esch
erichia coli HB101:宝酒造)を塩化カルシウム法によ
り形質転換した。得られた組換え体を培養し、組換えプ
ラスミドの増幅を行い、組換えプラスミドをそれぞれ回
収した。配列番号:4の遺伝子DNAを保持する組換えプ
ラスミドをpYN2−C1、配列番号:5の遺伝子DNAを保持
する組換えプラスミドをpYN2−C2とした。pYN2−C1、pY
N2−C2で大腸菌(Escherichia coli HB101fB fadB欠損
株)を塩化カルシウム法により形質転換し、それぞれの
組換えプラスミドを保持する組換え大腸菌株、pYN2−C1
組換え株、pYN2−C2組換え株を得た。
【0154】(参考例2) PHA合成酵素の生産1 pYN2−C1に対して、上流側プライマーとなる、オリゴヌ
クレオチド(配列番号:10)および下流側プライマーと
なる、オリゴヌクレオチド(配列番号:11)をそれぞれ
設計・合成した(アマシャムファルマシア・バイオテク
(株))。このオリゴヌクレオチドをプライマーとし
て、pYN2−C1をテンプレートとしてPCRを行い、上流にB
amHI制限部位、下流にXhoI制限部位を有するPHA合成酵
素遺伝子の完全長を増幅した(LA−PCRキット;宝酒造
(株)製)。
【0155】同様にpYN2−C2に対して、上流側プライマ
ーとなる、オリゴヌクレオチド(配列番号:12)および
下流側プライマーとなる、オリゴヌクレオチド(配列番
号:13)をそれぞれ設計・合成した(アマシャムファル
マシア・バイオテク(株))。このオリゴヌクレオチド
をプライマーとして、pYN2−C2をテンプレートとしてPC
Rを行い、上流にBamHI制限部位、下流にXhoI制限部位を
有するPHA合成酵素遺伝子の完全長を増幅した(LA−PCR
キット;宝酒造(株)製)。
【0156】精製したそれぞれのPCR増幅産物をBamHIお
よびXhoIにより消化し、プラスミドpGEX−6P−1(アマ
シャムファルマシア・バイオテク(株)製)の対応する
部位に挿入した。これらのベクターを用いて大腸菌(JM
109)を形質転換し、発現用菌株を得た。菌株の確認
は、Miniprep(Wizard Minipreps DNA Purification Sy
stems、PROMEGA社製)を用いて大量に調製したプラス
ミドDNAをBamHI、XhoIで処理して得られるDNA断片によ
り行った。得られた菌株をLB−Amp培地10 mlで一晩プレ
・カルチャーした後、その0.1 mlを、10 mlのLB−Amp
培地に添加し、37℃、170 rpmで3時間振とう培養した。
その後IPTGを添加 (終濃度 1 mM) し、37℃で4から1
2時間培養を続けた。
【0157】IPTG 誘導した大腸菌を集菌(8,000×
g, 2分、4℃)し、1/10 量の 4℃リン酸緩衝生理食
塩水(PBS;8 g NaCl,1.44 g Na2HPO4,0.24 g K
H2PO4,0.2 g KCl,1,000 ml精製水)に再懸濁し
た。凍結融解およびソニケーションにより菌体を破砕
し、遠心 (8,000×g, 10分、4℃)して固形夾雑物
を取り除いた。目的の発現タンパク質が上清に存在する
ことをSDS−PAGEで確認した後、誘導され発現されたG
ST融合タンパク質をグルタチオン・セファロース4B
(アマシャムファルマシア・バイオテク(株)製)で精
製した。使用するグルタチオンセファロースは、予め非
特異的吸着を抑える処理を行った。すなわち、グルタチ
オンセファロースを同量のPBSで3回洗浄(8,000×g、
1分、4℃)した後、4%ウシ血清アルブミン含有PBSを
同量加えて4℃で1時間処理した。処理後同量のPBSで2
回洗浄し、1/2量のPBSに再懸濁した。前処理したグル
タチオンセファロース 40μlを、無細胞抽出液1 ml に
添加し、4℃で静かに攪拌した。これにより、融合タン
パク質GST−YN2−C1およびGST−YN2−C2をグルタチオ
ンセファロースに吸着させた。吸着後、遠心(8,000×
g、1分、4℃)してグルタチオンセファロースを回収
し、400μlのPBSで3回洗浄した。その後、10 mMグルタ
チオン40μlを添加し、4℃で1時間攪拌して、吸着した
融合タンパク質を溶出した。遠心(8,000×g、2分、4
℃)して上清を回収した後PBSに対して透析し、GST融
合タンパク質を精製した。SDS−PAGEにより、シングル
バンドを確認した。
【0158】各GST融合タンパク質500μgをPreScissi
onプロテアーゼ(アマシャムファルマシア・バイオテク
(株)製、5U)で消化した後、グルタチオン・セファロ
ースに通してプロテアーゼとGSTとを除去した。フロー
スルー分画をさらに、PBSで平衡化したセファデックス
G200カラムにかけ、発現タンパク質YN2−C1およびYN2
−C2の最終精製物を得た。SDS−PAGEによりそれぞれ6
0.8kDa、および61.5kDaのシングルバンドを確認し
た。
【0159】該酵素を生体溶液試料濃縮剤(みずぶとり
くんAB−1100、アトー(株)製)を用いて濃縮し、10 U
/mlの精製酵素溶液を得た。
【0160】各精製酵素活性は前述の方法で測定した。
また、試料中のタンパク質濃度は、マイクロBCAタンパ
ク質定量試薬キット(ピアスケミカル社製)によって測
定した。各精製酵素の活性測定の結果を表1に示した。
【0161】
【表1】表1
【0162】(参考例3) PHA合成酵素の生産2 P91株、H45株、YN2株またはP161株を、酵母エキス(Dif
co社製)0.5%、オクタン酸0.1%とを含むM9培地20
0mlに植菌して、30℃、125ストローク/分で振盪培養し
た。24時間後、菌体を遠心分離(10,000×g、4℃、10
分間)によって回収し、0.1M トリス塩酸バッファー
(pH8.0) 200 mlに再懸濁して再度遠心分離すること
によって洗浄した。菌体を0.1M トリス塩酸バッファー
(pH8.0)2.0 mlに再懸濁し、超音波破砕機にて破砕
したのち、遠心分離(12,000×g、4℃、10分間)して
上清を回収して粗酵素を得た。
【0163】各精製酵素活性は前述の方法で測定し、そ
の結果を表2に示した。
【0164】
【表2】表2
【0165】(実施例1) カプセル構造体の作製1 pYN2−C1組換え株由来のPHA合成酵素溶液(10 U/ml)1
0質量部にアルミナ粒子(粒径0.12μm〜135μm)1質量
部、PBS 39質量部を添加し30℃にて30分間緩やかに振盪
してPHA合成酵素をアルミナ表面に吸着させた。これを
遠心分離(10,000×g、4℃、10分間)し、沈殿をPBS
溶液に懸濁し、再度遠心分離(10,000×g、4℃、10分
間)して固定化酵素を得た。
【0166】上記固定化酵素を0.1 Mリン酸バッファー
(pH7.0)48質量部に懸濁し、(R)−3−ヒドロキシオ
クタノイルCoA(Eur.J.Biochem.,250,432−439(1
997) に記載の方法で調製)1質量部、ウシ血清アルブ
ミン(Sigma社製)0.1質量部を添加し、30℃で2時間
緩やかに振盪した。
【0167】上記反応液10μlをスライドグラス上に採
取し、1%ナイルブルーA水溶液10μlを添加し、スライ
ドグラス上で混合した後、カバーグラスを載せ、蛍光顕
微鏡(330〜380 nm励起フィルタ、420 nmロングパス吸
収フィルタ、(株)ニコン製)観察を行った。その結
果、アルミナ粒子表面が蛍光を発していることが確認さ
れた。従って、該アルミナ粒子はPHAにより表面を被覆
されていることがわかった。
【0168】対照として、0.1 Mリン酸バッファー(pH
7.0)49質量部にアルミナ粒子1質量部を添加し、30℃
で2.5時間緩やかに振盪した後、同様にナイルブルーA
で染色して蛍光顕微鏡観察を行った。その結果、アルミ
ナ粒子表面は全く蛍光を発しなかった。
【0169】さらに、該粒子の一部を遠心分離(10,00
0×g、4℃、10分間)により回収し、真空乾燥したの
ち、クロロホルムに懸濁し、60℃で20時間攪拌して外被
を成すPHAを抽出した。抽出液を孔径 0.45μmのメン
ブレンフィルターでろ過し、ロータリーエバポレーター
で減圧濃縮したのち、常法に従ってメタノリシスを行
い、ガスクロマトグラフィー−質量分析装置(GC−M
S,島津QP−5050、EI法)で分析し、PHAモノマーユニッ
トのメチルエステル化物の同定を行った。その結果、図
1に示す通り、該PHAは3−ヒドロキシオクタン酸ユニッ
トからなるPHAであることが確認された。
【0170】さらに、該PHAの分子量をゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー(GPC;東ソーHLC−8020、
カラム;ポリマーラボラトリーPLgel MIXED−C(5μ
m)、溶媒;クロロホルム、カラム温度;40℃、ポリス
チレン換算)により評価した結果、Mn=21,000、Mw
=40,000であった。
【0171】(実施例2) カプセル構造体の作製2 pYN2−C2組換え株由来のPHA合成酵素溶液(10 U/ml)1
0質量部にアルミナ粒子(粒径0.12μm〜135μm)1質量
部、PBS 39質量部を添加し、30℃にて30分間緩やかに振
盪してPHA合成酵素をアルミナ表面に吸着させた。これ
を遠心分離(10,000×g、4℃、10分間)し、沈殿をPB
S溶液に懸濁し、再度遠心分離(10,000×g、4℃、10
分間)して固定化酵素を得た。
【0172】上記固定化酵素を0.1 Mリン酸バッファー
(pH7.0)48質量部に懸濁し、(R)−3−ヒドロキシオ
クタノイルCoA(Eur.J.Biochem.,250,432−439(1
997) に記載の方法で調製)1質量部、ウシ血清アルブ
ミン(Sigma社製)0.1質量部を添加し、30℃で2時間
緩やかに振盪した。
【0173】上記反応液10μlをスライドグラス上に採
取し、1%ナイルブルーA水溶液10μlを添加し、スライ
ドグラス上で混合した後、カバーグラスを載せ、蛍光顕
微鏡(330〜380 nm励起フィルタ、420 nmロングパス吸
収フィルタ、(株)ニコン製)観察を行った。その結
果、アルミナ粒子表面が蛍光を発していることが確認さ
れた。従って、該アルミナ粒子はPHAにより表面を被覆
されていることがわかった。
【0174】さらに、該粒子の一部を遠心分離(10,00
0×g、4℃、10分間)により回収し、真空乾燥したの
ち、クロロホルムに懸濁し、60℃で20時間攪拌して外被
を成すPHAを抽出した。抽出液を孔径 0.45μmのメン
ブレンフィルターでろ過し、ロータリーエバポレーター
で減圧濃縮したのち、常法に従ってメタノリシスを行
い、ガスクロマトグラフィー−質量分析装置(GC−M
S,島津QP−5050、EI法)で分析し、PHAモノマーユニッ
トのメチルエステル化物の同定を行った。その結果、実
施例1の結果と同様に、該PHAは3−ヒドロキシオクタン
酸ユニットからなるPHAであることが確認された。
【0175】(実施例3) カプセル構造体の作製3 YN2,H45株,P91株またはP161株由来のPHA合成酵素の粗
酵素99質量部にアルミナ粒子(粒径0.12μm〜135μm)
1質量部を添加し、30℃にて30分間緩やかに振とうしてP
HA合成酵素をアルミナ表面に吸着させた。これを遠心分
離(10,000×g、4℃、10分間)し、沈殿をPBS溶液に
懸濁し、再度遠心分離(10,000×g、4℃、10分間)し
て固定化酵素を得た。
【0176】上記の各固定化酵素を0.1 Mリン酸バッフ
ァー(pH7.0)48質量部に懸濁し、(R)−3−ヒドロキ
シオクタノイルCoA(Eur.J.Biochem.,250,432−43
9(1997) に記載の方法で調製)1質量部、ウシ血清ア
ルブミン(Sigma社製)0.1質量部を添加し、それぞれ
30℃で2時間緩やかに振盪した。
【0177】上記反応液10μlをスライドグラス上に採
取し、1%ナイルブルーA水溶液10μlを添加し、スライ
ドグラス上で混合した後、カバーグラスを載せ、蛍光顕
微鏡(330〜380 nm励起フィルタ、420 nmロングパス吸
収フィルタ、(株)ニコン製)観察を行った。その結
果、いずれの固定化酵素の反応液においても、アルミナ
粒子表面が蛍光を発していることが確認された。従っ
て、該アルミナ粒子はいずれも、PHAにより表面を被覆
されていることがわかった。
【0178】さらに、該粒子の一部を遠心分離(10,00
0×g、4℃、10分間)により回収し、真空乾燥したの
ち、クロロホルムに懸濁し、60℃で20時間攪拌して外被
を成すPHAを抽出した。抽出液を孔径 0.45μmのメン
ブレンフィルターでろ過し、ロータリーエバポレーター
で減圧濃縮したのち、常法に従ってメタノリシスを行
い、ガスクロマトグラフィー−質量分析装置(GC−M
S,島津QP−5050、EI法)で分析し、PHAモノマーユニッ
トのメチルエステル化物の同定を行った。その結果、実
施例1の結果と同様に、該PHAは3−ヒドロキシオクタン
酸ユニットからなるPHAであることが確認された。
【0179】(実施例4) カプセル構造体の作製4 pYN2−C1組換え株由来のPHA合成酵素溶液(10 U/ml)1
0質量部にアルミナ粒子(粒径0.12μm〜135μm)1質量
部、PBS 39質量部を添加し、30℃にて30分間緩やかに振
とうしてPHA合成酵素をアルミナ表面に吸着させた。こ
れを遠心分離(10,000×g、4℃、10分間)し、沈殿を
PBS溶液に懸濁し、再度遠心分離(10,000×g、4℃、1
0分間)して固定化酵素を得た。
【0180】上記固定化酵素を0.1 Mリン酸バッファー
(pH7.0)48質量部に懸濁し、(R)−3−ヒドロキシ−
5−フェニルバレリルCoA(Reformatsky反応により得ら
れた3−ヒドロキシフェニル吉草酸エステルを加水分解
して3−ヒドロキシ−5−フェニル吉草酸を得たのち、Eu
r.J.Biochem.,250,432−439(1997) に記載の方
法で調製)1質量部、ウシ血清アルブミン(Sigma社
製)0.1質量部を添加し、30℃で2時間緩やかに振盪し
た。
【0181】上記反応液10μlをスライドグラス上に採
取し、1%ナイルブルーA水溶液10μlを添加し、スライ
ドグラス上で混合した後、カバーグラスを載せ、蛍光顕
微鏡(330〜380 nm励起フィルタ、420 nmロングパス吸
収フィルタ、(株)ニコン製)観察を行った。その結
果、アルミナ粒子表面が蛍光を発していることが確認さ
れた。従って、該アルミナ粒子はPHAにより表面を被覆
されていることがわかった。
【0182】さらに、該粒子の一部を遠心分離(10,00
0×g、4℃、10分間)により回収し、真空乾燥したの
ち、クロロホルムに懸濁し、60℃で20時間攪拌して外被
を成すPHAを抽出した。抽出液を孔径 0.45μmのメン
ブレンフィルターでろ過し、ロータリーエバポレーター
で減圧濃縮したのち、常法に従ってメタノリシスを行
い、ガスクロマトグラフィー−質量分析装置(GC−M
S,島津QP−5050、EI法)で分析し、PHAモノマーユニッ
トのメチルエステル化物の同定を行った。その結果、図
2に示す通り、該PHAは3−ヒドロキシ−5−フェニル吉
草酸ユニットからなるPHAであることが確認された。
【0183】さらに、該PHAの分子量をゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー(GPC;東ソーHLC−8020、
カラム;ポリマーラボラトリーPLgel MIXED−C(5μ
m)、溶媒;クロロホルム、カラム温度;40℃、ポリス
チレン換算)により評価した結果、Mn=16,000、Mw
=36,000であった。
【0184】(実施例5) カプセル構造体の作製5 pYN2−C1組換え株由来のPHA合成酵素溶液(10 U/ml)1
0質量部にアルミナ粒子(粒径0.12μm〜135μm)1質量
部、PBS 39質量部を添加し、30℃にて30分間緩やかに振
とうしてPHA合成酵素をアルミナ表面に吸着させた。こ
れを遠心分離(10,000×g、4℃、10分間)し、沈殿を
PBS溶液に懸濁し、再度遠心分離(10,000×g、4℃、1
0分間)して固定化酵素を得た。
【0185】上記固定化酵素を0.1 Mリン酸バッファー
(pH7.0)48質量部に懸濁し、(R)−3−ヒドロキシ−
5−(4−フルオロフェニル)バレリルCoA(Reformatsky
反応により得られた3−ヒドロキシフェニル吉草酸エス
テルを加水分解して3−ヒドロキシ−5−(4−フルオロ
フェニル)吉草酸を得たのち、Eur.J.Biochem.,25
0,432−439(1997) に記載の方法で調製)1質量部、
ウシ血清アルブミン(Sigma社製)0.1質量部を添加
し、30℃で2時間緩やかに振盪した。
【0186】上記反応液10μlをスライドグラス上に採
取し、1%ナイルブルーA水溶液10μlを添加し、スライ
ドグラス上で混合した後、カバーグラスを載せ、蛍光顕
微鏡(330〜380 nm励起フィルタ、420 nmロングパス吸
収フィルタ、(株)ニコン製)観察を行った。その結
果、アルミナ粒子表面が蛍光を発していることが確認さ
れた。従って、該アルミナ粒子はPHAにより表面を被覆
されていることがわかった。
【0187】さらに、該粒子の一部を遠心分離(10,00
0×g、4℃、10分間)により回収し、真空乾燥したの
ち、クロロホルムに懸濁し、60℃で20時間攪拌して外被
を成すPHAを抽出した。抽出液を孔径 0.45μmのメン
ブレンフィルターでろ過し、ロータリーエバポレーター
で減圧濃縮したのち、常法に従ってメタノリシスを行
い、ガスクロマトグラフィー−質量分析装置(GC−M
S,島津QP−5050、EI法)で分析し、PHAモノマーユニッ
トのメチルエステル化物の同定を行った。その結果、図
3に示す通り、当該PHAは3−ヒドロキシ−5−(4−フル
オロフェニル)吉草酸をモノマーユニットとするPHAで
あることが確認された。
【0188】(実施例6)カプセル構造体の作製6 pYN2−C1組換え株由来のPHA合成酵素溶液(10 U/ml)1
0質量部に沈降法によって粒径をそろえたアルミナ粒子
(体積平均粒子径1.45μm)1質量部、PBS 39質量部を
添加し30℃にて30分間緩やかに振盪してPHA合成酵素を
アルミナ表面に吸着させた。これを遠心分離(10,000
×g、4℃、10分間)し、沈殿をPBS溶液に懸濁し、再度
遠心分離(10,000×g、4℃、10分間)して固定化酵素
を得た。
【0189】上記固定化酵素を0.1 Mリン酸バッファー
(pH7.0)48質量部に懸濁し、(R)−3−ヒドロキシオ
クタノイルCoA(Eur.J.Biochem.,250,432−439(1
997)に記載の方法で調製)1質量部、ウシ血清アルブミ
ン(Sigma社製)0.1質量部を添加し、30℃で2時間緩
やかに振盪した。
【0190】反応後、上記反応液10μlをスライドグラ
ス上に採取し、1%ナイルブルーA水溶液10μlを添加
し、スライドグラス上で混合した後、カバーグラスを載
せ、蛍光顕微鏡(330〜380 nm励起フィルタ、420 nmロ
ングパス吸収フィルタ、(株)ニコン製)観察を行っ
た。その結果、アルミナ粒子表面が蛍光を発しているこ
とが確認された。従って、該アルミナ粒子はPHAにより
表面を被覆されていることがわかった。
【0191】また、このカプセル構造体を遠心分離(1
0,000×g、4℃、10分間)により回収し、乾燥処理後、
この粒状体の表面に形成されたポリマーの質量を、飛行
時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIMS IV、CAME
CA製)により測定した。得られたマススペクトルから、
カプセル構造体表面はポリヒドロキシオクタノエートの
ホモポリマーで構成されていることがわかった。また、
イオンスパッタリングによりカプセル構造体表面を少し
ずつ削りながら同様にTOF−SIMSによりマススペクトル
を測定していったが、いずれもポリヒドロキシオクタノ
エートのホモポリマーで構成されていた。これより、本
比較例のカプセル構造体は、親水性の無機粒子を直接疎
水性のポリヒドロキシオクタノエートのホモポリマーで
被覆したカプセル構造体であることがわかった。
【0192】ここで、該PHAの分子量をゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー(GPC;東ソーHLC−8020、
カラム;ポリマーラボラトリーPLgel MIXED−C(5μ
m)、溶媒;クロロホルム、カラム温度;40℃、ポリス
チレン換算)により評価した結果、Mn=23,000、Mw
=42,000であった。
【0193】(実施例7) カプセル構造体の作製7 pYN2−C1組換え株由来のPHA合成酵素溶液(10 U/ml)1
0質量部に沈降法によって粒径をそろえたアルミナ粒子
(体積平均粒子径1.45μm)1質量部、PBS 39質量部を
添加し30℃にて30分間緩やかに振盪してPHA合成酵素を
アルミナ表面に吸着させた。これを遠心分離(10,000
×g、4℃、10分間)し、沈殿をPBS溶液に懸濁し、再度
遠心分離(10,000×g、4℃、10分間)して固定化酵素
を得た。
【0194】上記固定化酵素を0.1 Mリン酸バッファー
(pH7.0)48質量部に懸濁し、(R)−3−ヒドロキシピ
メリルCoA(J.Bacteriol.,182,2753−2760(2000)
に記載の方法で調製)1質量部、ウシ血清アルブミン
(Sigma社製)0.1質量部を添加し、30℃で10分間緩
やかに振盪した。次いで、30℃で緩やかに振盪しながら
この反応液に(R)−3−ヒドロキシオクタノイルCoA(E
ur.J.Biochem.,250,432−439(1997)に記載の方
法で調製)1質量部、ウシ血清アルブミン(Sigma社
製)0.1質量部を含む0.1 Mリン酸バッファー(pH7.
0)をマイクロチューブポンプ(東京理化器械社製MP−3
N)を用いて1分間に1質量部の割合で添加した。さらに
1時間30分後、生成した粒状体を遠心分離(10,000×
g、4℃、10分間)により回収し、上清を除いた後、こ
の粒状体に(R)−3−ヒドロキシオクタノイルCoA(Eu
r.J.Biochem.,250,432−439(1997)に記載の方法
で調製)1質量部、ウシ血清アルブミン(Sigma社製)
0.1質量部を含む0.1 Mリン酸バッファー(pH7.0)を
25質量部添加し、30℃で20分間緩やかに振盪した。
【0195】反応後、上記反応液10μlをスライドグラ
ス上に採取し、1%ナイルブルーA水溶液10μlを添加
し、スライドグラス上で混合した後、カバーグラスを載
せ、蛍光顕微鏡(330〜380 nm励起フィルタ、420 nmロ
ングパス吸収フィルタ、(株)ニコン製)観察を行っ
た。その結果、アルミナ粒子表面が蛍光を発しているこ
とが確認された。従って、該アルミナ粒子はPHAにより
表面を被覆されていることがわかった。
【0196】また、このカプセル構造体を遠心分離(1
0,000×g、4℃、10分間)により回収し、乾燥処理後、
この粒状体の表面に形成されたポリマーの質量を、飛行
時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIMS IV、CAME
CA製)により測定した。得られたマススペクトルから、
カプセル構造体表面はポリヒドロキシオクタノエートの
ホモポリマーで構成されていることがわかった。また、
イオンスパッタリングによりカプセル構造体表面を少し
ずつ削りながら同様にTOF−SIMSによりマススペクトル
を測定していったところ、3−ヒドロキシオクタン酸と3
−ヒドロキシピメリン酸の共重合体(モル比21:1)
が現れ、粒状体内部にいくにつれて前記共重合体におけ
る3−ヒドロキシオクタン酸の組成比率が次第に減少
し、逆に3−ヒドロキシピメリン酸の組成比率が増加し
て最終的にポリヒドロキシピメレートのホモポリマーに
変化することが確認された。これより、本実施例のカプ
セル構造体は、親水性の粒状基材を、親水性官能基を有
するポリヒドロキシピメレートで被覆し、その上を親水
性官能基を有する3−ヒドロキシピメリン酸と疎水性官
能基を有する3−ヒドロキシオクタン酸の共重合体によ
って、表層に至るにつれて3−ヒドロキシオクタン酸の
組成比率を高めながら被覆し、さらに最表層をポリヒド
ロキシオクタノエートのホモポリマーで被覆したカプセ
ル構造体であることがわかった。
【0197】ここで、該PHAの平均分子量をゲルパーミ
エーションクロマトグラフィー(GPC;東ソーHLC−802
0、カラム;ポリマーラボラトリーPLgel MIXED−C(5
μm)、溶媒;クロロホルム、カラム温度;40℃、ポリ
スチレン換算)により評価した結果、Mn=21,000、M
w=40,000であった。
【0198】(実施例8) 実施例6及び実施例7の評
価 実施例6、実施例7のカプセル構造体と、比較例として
沈降法によって粒径をそろえたアルミナ粒子(体積平均
粒子径1.45μm)それぞれ1質量部を純水10質量部に
添加し、そのまま静置した場合と、ボルテックス・ミキ
サーによって5分間激しく攪拌した場合とで、カプセル
構造体の体積平均粒子径及び30日間室温で貯蔵した後
の体積平均粒子径を測定した。測定はレーザードップラ
ー方式粒度分布測定機(UPA−150;日機装社製)
を用いて行い、攪拌を行わず静置した場合の結果を表3
に、攪拌した場合の結果を表4に示した。
【0199】
【表3】表3
【0200】
【表4】表4 その結果、攪拌を行わなかった場合、実施例6、実施例
7のカプセル構造体の体積平均粒子径は、貯蔵前後でほ
ぼ同等の値を示し、貯蔵安定性に優れていることがわか
った。一方、比較例のカプセル構造体の貯蔵後の体積平
均粒子径は、貯蔵前と比較して増大した。
【0201】また、攪拌を行った場合は、実施例7のカ
プセル構造体の体積平均粒子径は、貯蔵前後でほぼ同等
の値を示したが、実施例6のカプセル構造体の貯蔵後の
体積平均粒子径は、貯蔵前と比較してやや増大した。比
較例は攪拌を行わなかった場合と同様の結果を示した。
【0202】また、実施例6、実施例7の、攪拌を行っ
た場合の貯蔵後のカプセル構造体を光学顕微鏡で観察し
たところ、実施例7では各カプセル構造体が良好に分散
している様子が見られたが、実施例6ではカプセル構造
体の凝集が見られ、さらに被覆したPHAが剥離している
カプセル構造体が観察された。
【0203】以上より、無機基材を無機基材と親和性の
高い親水性の官能基を有するPHAで被覆し、その上を親
水性のPHAモノマーユニットと疎水性のPHAモノマーユニ
ットの共重合体によって、表層に至るにつれて疎水性の
PHAモノマーユニットの組成比率を高めながら被覆する
ことで、無機基材をより安定的に内包できる疎水性PHA
カプセルを作製できることがわかった。
【0204】(実施例9) カプセル構造体の作製8 pYN2−C1組換え株由来のPHA合成酵素溶液(10 U/ml)1
0質量部にアルミナ粒子(粒径0.12μm〜135μm)1質量
部、PBS 39質量部を添加し30℃にて30分間緩やかに振盪
してPHA合成酵素をアルミナ表面に吸着させた。これを
遠心分離(10,000×g、4℃、10分間)し、沈殿をPBS
溶液に懸濁し、再度遠心分離(10,000×g、4℃、10分
間)して固定化酵素を得た。
【0205】上記固定化酵素を0.1 Mリン酸バッファー
(pH7.0)48質量部に懸濁し、(R,S)−3−ヒドロキ
シ−5−フェノキシバレリルCoA(3−フェノキシプロパ
ナールとブロモ酢酸エチルとのReformatsky反応で得ら
れた3−ヒドロキシ−5−フェノキシ吉草酸エステルを加
水分解して3−ヒドロキシ−5−フェノキシ吉草酸を得た
のち、Eur.J.Biochem.,250,432−439(1997)に記
載の方法で調製)0.8質量部、(R,S)−3−ヒドロキ
シ−7,8−エポキシオクタノイルCoA(Int.J.Biol.M
acromol.,12,85−91(1990)に記載の方法で合成し
た3−ヒドロキシ−7−オクテン酸の不飽和部分を3−ク
ロロ安息香酸でエポキシ化したのち、Eur.J.Bioche
m.,250,432−439(1997)に記載の方法で調製)0.2
質量部、ウシ血清アルブミン(Sigma社製)0.1質量部
を添加し、30℃で2時間緩やかに振盪して試料1を得た。
【0206】比較対照として、(R,S)−3−ヒドロキ
シ−7,8−エポキシオクタノイルCoAを、3−ヒドロキシ
オクタノイルCoAに変更する以外は、上記と同様の方法
で試料2を得た。
【0207】上記の試料10μlをスライドグラス上に採
取し、1%ナイルブルーA水溶液10μlを添加し、スライ
ドグラス上で混合した後、カバーグラスを載せ、蛍光顕
微鏡(330〜380 nm励起フィルタ、420 nmロングパス吸
収フィルタ、(株)ニコン製)観察を行った。その結
果、いずれの試料においても、アルミナ粒子表面が蛍光
を発していることが確認された。従って、該アルミナ粒
子はPHAにより表面を被覆されていることがわかった。
【0208】対照として、0.1 Mリン酸バッファー(pH
7.0)49質量部にアルミナ粒子1質量部を添加し、30℃
で2.5時間緩やかに振盪した後、同様にナイルブルーA
で染色して蛍光顕微鏡観察を行った。その結果、アルミ
ナ粒子表面は全く蛍光を発しなかった。
【0209】さらに、試料の一部を遠心分離(10,000
×g、4℃、10分間)により回収し、真空乾燥したの
ち、クロロホルムに懸濁し、60℃で20時間攪拌して外被
を成すPHAを抽出した。この抽出液について1H−NMR分析
を行った(使用機器:FT−NMR:Bruker DPX400、測定核
種:1H,使用溶媒:重クロロホルム(TMS入り))。こ
こから計算した各側鎖ユニットのユニット%を表5に示
す。
【0210】
【表5】表5 カプセル構造体の外被PHAの組成(1H−N
MR、ユニット%)
【0211】上記の試料1を50質量部遠心分離(10,000
×g、4℃、10分間)してカプセル構造体を回収し、精
製水50質量部に懸濁する操作を3回繰返したのち、該懸
濁液に架橋剤としてヘキサメチレンジアミン0.5質量部
を溶解させた。溶解を確認後、凍結乾燥により水を除去
した(これを試料3とする)。さらに、試料3を70℃で12
時間反応させた(これを試料4とする)。
【0212】上記試料3及び試料4をクロロホルムに懸濁
し、60℃で20時間攪拌して外被を成すPHAを抽出し、真
空乾燥によりクロロホルムを除去し、示差走査熱量計
(DSC;パーキンエルマー社製、Pyris 1、昇温:10℃/
分)装置で測定を行った。その結果、試料3では90℃付
近に明確な発熱ピークがみられ、ポリマー中のエポキシ
基とヘキサメチレンジアミンとの反応が起こり、ポリマ
ー同士の架橋が進行していることが示される。一方、試
料4では明確なヒートフローは見られず、架橋反応がほ
ぼ完了していることが示される。
【0213】さらに、同様のサンプルにつき、赤外吸収
を測定した(FT−IR;パーキンエルマー社製、1720
X)。その結果、試料3で見られたアミン(3340 cm-1
近)及びエポキシ(822 cm-1付近)のピークが試料4で
は消失している。
【0214】以上の結果より、側鎖にエポキシユニット
をもつPHAとヘキサメチレンジアミンを反応させること
により、架橋ポリマーが得られることが明らかとなっ
た。
【0215】一方、比較対照として試料2について同様
の評価を行ったが、前記の如き、ポリマー同士の架橋を
明確に示す評価結果は得られなかった。
【0216】(実施例10) カプセル構造体の作製9 pYN2−C1組換え株由来のPHA合成酵素溶液(10 U/ml)1
0質量部にアルミナ粒子(粒径0.12μm〜135μm)1質量
部、PBS 39質量部を添加し30℃にて30分間緩やかに振盪
してPHA合成酵素をアルミナ表面に吸着させた。これを
遠心分離(10,000×g、4℃、10分間)し、沈殿をPBS
溶液に懸濁し、再度遠心分離(10,000×g、4℃、10分
間)して固定化酵素を得た。
【0217】上記固定化酵素を0.1 Mリン酸バッファー
(pH7.0)48質量部に懸濁し、(R,S)−3−ヒドロキ
シ−5−フェノキシバレリルCoA(3−フェノキシプロパ
ナールとブロモ酢酸エチルとのReformatsky反応で得ら
れた3−ヒドロキシ−5−フェノキシ吉草酸エステルを加
水分解して3-ヒドロキシ-5-フェノキシ吉草酸を得たの
ち、Eur.J.Biochem.,250,432−439(1997)に記載
の方法で調製)0.8質量部、(R,S)−3−ヒドロキシ
−7,8−エポキシオクタノイルCoA(Int.J.Biol.Mac
romol.,12,85−91(1990)に記載の方法で合成した3
−ヒドロキシ−7−オクテン酸の不飽和部分を3−クロロ
安息香酸でエポキシ化したのち、Eur.J.Biochem.,2
50,432−439(1997)に記載の方法で調製)0.2質量
部、ウシ血清アルブミン(Sigma社製)0.1質量部を添
加し、30℃で2時間緩やかに振盪して試料5を得た。
【0218】上記の試料5の10μlをスライドグラス上に
採取し、1%ナイルブルーA水溶液10μlを添加し、スラ
イドグラス上で混合した後、カバーグラスを載せ、蛍光
顕微鏡(330〜380 nm励起フィルタ、420 nmロングパス
吸収フィルタ、(株)ニコン製)観察を行った。その結
果、いずれの試料においても、アルミナ粒子表面が蛍光
を発していることが確認された。従って、該アルミナ粒
子はPHAにより表面を被覆されていることがわかった。
【0219】対照として、0.1 Mリン酸バッファー(pH
7.0)49質量部にアルミナ粒子1質量部を添加し、30℃
で2.5時間緩やかに振盪した後、同様にナイルブルーA
で染色して蛍光顕微鏡観察を行った。その結果、アルミ
ナ粒子表面は全く蛍光を発しなかった。
【0220】さらに、試料5の一部を遠心分離(10,000
×g、4℃、10分間)により回収し、真空乾燥したの
ち、クロロホルムに懸濁し、60℃で20時間攪拌して外被
を成すPHAを抽出した。この抽出液について1H−NMR分析
を行った(使用機器:FT−NMR:Bruker DPX400、測定核
種:1H,使用溶媒:重クロロホルム(TMS入り))。こ
こから計算した各側鎖ユニットのユニット%は、3−ヒ
ドロキシ−5−フェノキシ吉草酸83%、3−ヒドロキシ−
7,8−エポキシオクタン酸17%であった。
【0221】上記の試料5を50質量部遠心分離(10,000
×g、4℃、10分間)してカプセル構造体を回収し、精
製水50質量部に懸濁する操作を3回繰返したのち、凍結
乾燥により水を除去した。ここに、末端アミノ変性ポリ
シロキサン(変性シリコーンオイルTSF4700、GE東芝シ
リコーン(株)製)を10質量部添加し、70℃で2時間反
応させた。これをメタノールに懸濁し、遠心分離(10,
000×g、4℃、20分間)する操作を繰返すことにより洗
浄し乾燥することで、ポリシロキサンのグラフト鎖を有
するカプセル構造体を得た。
【0222】(実施例11) 積層構造体の作製 縦10 mm×横10 mm×厚さ1mmの多孔質ガラスシートを1
%グルタルアルデヒドに1時間浸漬し、純水洗浄後、pY
N2−C1組換え株由来のPHA合成酵素溶液(10 U/ml)に3
0℃で30分間浸漬して、該酵素を固定化した。未反応のP
HA合成酵素をPBSで洗浄して除去し、固定化酵素を得
た。
【0223】30 mM (R)−3−ヒドロキシオクタノイル
CoA(Eur.J.Biochem.,250,432−439(1997)に記
載の方法で調製)、0.1%ウシ血清アルブミン(Sigma
社製)を含む0.1 Mリン酸バッファー(pH7.0)に上記
固定化酵素を浸漬し、30℃で2時間緩やかに振盪した。
反応終了後、0.1 Mリン酸バッファー(pH7.0)で洗浄
して、未反応物等を除去した。
【0224】反応後のガラスシートを1%ナイルブルーA
水溶液で染色し、蛍光顕微鏡(330〜380 nm励起フィル
タ、420 nmロングパス吸収フィルタ、(株)ニコン製)
観察を行った。その結果、ガラスシートの表面に蛍光が
認められたことから、該粒子はガラスシートからなる基
材がPHAからなる膜で被覆された積層構造体であること
がわかった。
【0225】さらに、該積層構造体を真空乾燥したの
ち、クロロホルムに浸漬し、60℃で20時間攪拌して被覆
層を成すPHAを抽出した。抽出液を孔径 0.45μmのメ
ンブレンフィルターでろ過し、ロータリーエバポレータ
ーで減圧濃縮したのち、常法に従ってメタノリシスを行
い、ガスクロマトグラフィー−質量分析装置(GC−M
S,島津QP−5050、EI法)で分析し、PHAモノマーユニッ
トのメチルエステル化物の同定を行った。その結果、図
4に示す通り、当該PHAは3−ヒドロキシオクタン酸をモ
ノマーユニットとするPHAであることが確認された。
【0226】(実施例12) カプセルトナーの製造 まず、コアとして、下記の方法で重合体微粒子を製造し
た。イオン交換水710質量部に0.1M Na3PO4水溶液450質
量部を投入し、60℃に加温した後、TK式ホモミキサー
(特殊機化工(株)製)を用いて、12,000 rpmにて攪
拌した。これに1.0M CaCl2水溶液68質量部を徐々に添
加し、Ca3(PO42を含む水系媒体を得た。次に、スチ
レンモノマー165質量部、n−ブチルアクリレート35質量
部、銅フタロシアニン顔料12質量部、不飽和ポリエステ
ル(フマル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノー
ルA)10質量部、エステルワックス60質量部。これに重
合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニト
リル)10質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製
し、これを60℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化
工(株)製)を用いて、12,000 rpmで均一に溶解、分
散した。前記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投
入し、60℃,N2雰囲気下においてTK式ホモミキサーに
て10,000 rpmで10分間攪拌し造粒した。その後、パド
ル攪拌翼で攪拌しつつ、80℃に昇温し、10時間反応させ
た。重合反応終了後、該重合体の懸濁液を冷却し、3.6
質量部のNa2CO3を添加してpH11とした。次いで、スチレ
ンモノマー82質量部、n−ブチルアクリレート12質量
部、不飽和ポリエステル(フマル酸−プロピレンオキサ
イド変性ビスフェノールA)0.05質量部からなる重合性
単量体系に重合開始剤として過硫酸カリウム0.3質量部
を添加溶解させた溶液を滴下したのち、80℃に昇温し更
に6時間重合させた。次いで、これを常温まで冷却し、
塩酸を加えてリン酸カルシウム溶解除去させたのち、ろ
過、乾燥の各工程を経てトナーのコア成分微粒子を得
た。
【0227】pYN2−C1組換え株由来のPHA合成酵素溶液
(10 U/ml)100質量部に対し、上記微粒子10質量部、P
BS 390質量部を添加し、30℃にて30分間緩やかに振とう
してPHA合成酵素を該微粒子表面に吸着させた。これを
遠心分離(10,000×g、4℃、10分間)し、沈殿をPBS
溶液に懸濁し、再度遠心分離(10,000×g、4℃、10分
間)して固定化酵素を得た。
【0228】上記固定化酵素10質量部を0.1 Mリン酸バ
ッファー(pH7.0)480質量部に懸濁し、(R)−3−ヒ
ドロキシ−5−(4−フルオロフェニル)バレリルCoA(R
eformatsky反応により得られた3−ヒドロキシフェニル
吉草酸エステルを加水分解して3−ヒドロキシ−5−(4
−フルオロフェニル)吉草酸を得たのち、Eur.J.Bioc
hem.,250,432−439(1997) に記載の方法で調製)1
0質量部、ウシ血清アルブミン(Sigma社製)1質量部を
添加し、30℃で2時間緩やかに振盪した。
【0229】反応終了後、10,000×gで10分間遠心分
離し、沈殿を0.1 Mリン酸バッファー(pH7.0)1000質
量部に懸濁し、再び遠心分離する操作を3回繰り返し、
沈殿を回収した。ここから、ろ過、乾燥の各工程を経て
カプセル構造体を得た。得られたカプセル構造体10質量
部に対して、疎水性酸化チタン微粉末0.12質量部を外
添し、カプセル構造体表面に酸化チタン微粉末を有する
カプセルトナーAを得た。
【0230】一方、対象として、前記コア成分微粒子10
質量部に対して、疎水性酸化チタン微粉末0.12質量部
を外添し、トナー表面に酸化チタン微粉末を有するトナ
ーBを得た。
【0231】それぞれのカプセルトナー6質量部に対し
て、アクリル樹脂で被覆したフェライトキャリア144質
量部を混合して二成分現像剤とした。
【0232】上記の現像剤を用いて、市販の複写機NP60
00(キヤノン(株)製)にて23℃、60%RH環境下、画像
を複写し、その画像耐久性、トナー飛散、かぶり等につ
いて評価した。その結果、表6に示す通り、カプセルト
ナーAを使用して調製した現像剤では、100,000枚の耐
久においても画像濃度低下、トナー飛散、かぶり等の画
像欠陥の発生は認められず良好な画質耐久性を示した。
また、帯電性についてトリボ値を測定したところ、初期
−33 mC/kg、耐久後 −31 mC/kgと安定していた。
さらに、定着に関しても問題は認められなかった。一
方、カプセルトナーBを使用して調製した現像剤では、2
00枚の耐久においても画像濃度低下、トナー飛散、かぶ
り等の画像欠陥の発生が認められ、オリジナル原稿に忠
実な高精細な画質は得られなかった。また、トリボ値を
測定したところ、初期 −24 mC/kg、耐久後 −18 mC
/kgと不均一で、安定のない帯電性を示していた。さ
らに、定着性試験においては、耐高温オフセット性に劣
るものであった。
【0233】
【表6】表6
【0234】備考 表中の記号;○:良好、△:やや不
良、×:不良 (実施例13) カプセルトナーの製造 pYN2−C1組換え株由来のPHA合成酵素溶液(10 U/ml)1
00質量部に対し、実施例12と同様の方法で作製したト
ナーのコア成分微粒子10質量部、PBS 390質量部を添加
し、30℃にて30分間緩やかに振とうしてPHA合成酵素を
該微粒子表面に吸着させた。これを遠心分離(10,000
×g、4℃、10分間)し、沈殿をPBS溶液に懸濁し、再度
遠心分離(10,000×g、4℃、10分間)して固定化酵素
を得た。
【0235】上記固定化酵素10質量部を0.1 Mリン酸バ
ッファー(pH7.0)480質量部に懸濁し、(R)−3−ヒ
ドロキシ−5−(4−フルオロフェニル)バレリルCoA(R
eformatsky反応により得られた3−ヒドロキシフェニル
吉草酸エステルを加水分解して3−ヒドロキシ−5−(4
−フルオロフェニル)吉草酸を得たのち、Eur.J.Bioc
hem.,250,432−439(1997) に記載の方法で調製)1
0質量部、ウシ血清アルブミン(Sigma社製)1質量部を
添加し、30℃で1時間30分緩やかに振盪した。反応終了
後、10,000×gで10分間遠心分離し、沈殿を回収し
た。
【0236】次いでこの沈殿を0.1 Mリン酸バッファー
(pH7.0)480質量部に懸濁し、(R)−3−ヒドロキシ
−5−フェノキシバレリルCoA(J.Org.Chem.,55,14
90−1492(1990)に記載の方法で合成した3-フェノキシ
プロパナール及びブロモ酢酸エチルを原料とし、亜鉛に
よるReformatsky反応で得られた3−ヒドロキシ−5−フ
ェノキシ吉草酸エステルを加水分解して3−ヒドロキシ
−5−フェノキシ吉草酸を得たのち、Eur.J.Bioche
m.,250,432−439(1997) に記載の方法で調製)5
質量部、ウシ血清アルブミン(Sigma社製)1質量部を
添加し、30℃で30分緩やかに振盪した。
【0237】反応終了後、10,000×gで10分間遠心分
離し、沈殿を0.1 Mリン酸バッファー(pH7.0)1000質
量部に懸濁し、再び遠心分離する操作を3回繰り返し、
沈殿を回収した。ここから、ろ過、乾燥の各工程を経て
カプセル構造体を得た。
【0238】このカプセル構造体の表面に形成されたポ
リマーの質量を、飛行時間型二次イオン質量分析装置
(TOF−SIMS IV、CAMECA製)により測定した。得られ
たマススペクトルから、カプセル構造体の表面はポリ−
3−ヒドロキシ−5−フェノキシ吉草酸で構成されている
ことが確認された。また、イオンスパッタリングにより
カプセル構造体の表面を少しずつ削りながら同様にTOF-
SIMSによりマススペクトルを測定していったところ、あ
る時点でカプセル構造体を構成するポリマーがポリ−3
−ヒドロキシ−5−(4−フルオロフェニル)吉草酸に置
き換わることが確認された。これより、本実施例のカプ
セル構造体は、コア微粒子を被覆した、ガラス転移温度
の低いポリ−3−ヒドロキシ−5−(4−フルオロフェニ
ル)吉草酸の上を、ガラス転移温度の比較的高いポリ−
3−ヒドロキシ-5-フェノキシ吉草酸が被覆した、所望の
カプセル構造体であることがわかった。
【0239】このカプセル構造体10質量部に対して、疎
水性酸化チタン微粉末0.12質量部を外添し、カプセル
構造体表面に酸化チタン微粉末を有するカプセルトナー
Cを得た。
【0240】このカプセルトナー6質量部に対して、ア
クリル樹脂で被覆したフェライトキャリア144質量部を
混合して二成分現像剤とした。
【0241】上記の現像剤を用いて、実施例7と同様に
して市販の複写機NP6000(キヤノン(株)製)にて23
℃、60%RH環境下、画像を複写し、その画像耐久性、ト
ナー飛散、かぶり等について評価したところ、実施例7
のカプセルトナーAと同様に、良好な性能を示した。
【0242】また、カプセルトナーA、カプセルトナーC
の低温定着性の評価を行うために、NP6000と同じ定着器
構成を有する外部定着器による定着試験を行った。定着
試験の方法としては、幅2cm、長さ10cmの短冊を
作り、その上の未定着画像を、外部定着器の上部ローラ
ーの温度をモニターしながら短冊の長さ方向にそってロ
ーラーを通過させることによって定着させ、得られた定
着画像について、短冊の後部にオフセットが見られるか
否かで定着性を判断した。その結果、カプセルトナー
A、カプセルトナーCとも定着開始温度が95℃と低く、
低温定着性に優れることがわかった。
【0243】さらに、カプセルトナーA、カプセルトナ
ーCの耐ブロッキング性の評価を行うために、50〜7
0℃まで1℃おきに設定した温度下に、上記カプセルト
ナーをそれぞれ3日間放置した後の凝集性を観察し、各
カプセルトナーを前述同様に現像化して画像評価を行っ
た。そして、ハイライト領域のガサツキ具合の変化する
点を耐ブロッキング温度とした。その結果、カプセルト
ナーCの耐ブロッキング温度は61℃、カプセルトナーA
の耐ブロッキング温度は58℃と、カプセルトナーCは
耐ブロッキング性において優れることがわかった。
【0244】以上から、ガラス転移温度の低いPHAによ
ってトナーをカプセル化することで低温定着性を実現す
ることができ、さらにガラス転移温度の低いPHAで被覆
されたカプセルをガラス転移温度の高いPHAで被覆する
ことで、低温定着性と耐ブロッキング性を同時に実現で
きることがわかった。
【0245】(実施例14) カプセルトナーの製造 3リットルの四つ口セパラブルフラスコに、還流冷却
管、温度計、窒素導入管、撹拌機を取り付け、このフラ
スコ中に、イオン交換水1200部、ポリビニルアルコール
15部、ドデシル硫酸ナトリウム0.1部、スチレンモノマ
ー75部、アクリル酸−n−ブチル25部、ジ−tert−
ブチルサリチル酸クロム錯塩5部、銅フタロシアニン5
部、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)
6部からなる混合物を投入し、高速攪拌装置TK−ホモミ
キサーで10,000 rpm、10分間攪拌して造粒した後、回
転数を1,000 rpmに減速し、窒素ガスによるバブリング
を十分に行った。次に、攪拌装置を三日月形状の攪拌羽
根に変更し、緩やかな攪拌と共に、80℃に加熱したオイ
ルバス中で16時間重合した。
【0246】重合反応終了後、反応容器を室温まで冷却
した後、分散液を5回のデカンテーションにより洗浄
し、濾過、水洗、乾燥して青色の粉体であるコア粒子を
得た。前記コア粒子に実施例12と同様の方法でpYN2−
C1組換え株由来のPHA合成酵素を固定化し固定化酵素を
得た。
【0247】上記固定化酵素10質量部を0.1 Mリン酸バ
ッファー(pH7.0)480質量部に懸濁し、(R,S)−3−
ヒドロキシ−5−フェノキシバレリルCoA(3−フェノキ
シプロパナールとブロモ酢酸エチルとのReformatsky反
応で得られた3−ヒドロキシ−5−フェノキシ吉草酸エス
テルを加水分解して3−ヒドロキシ−5−フェノキシ吉草
酸を得たのち、Eur.J.Biochem.,250,432−439(19
97)に記載の方法で調製)8質量部、(R,S)−3−ヒド
ロキシ−7,8−エポキシオクタノイルCoA(Int.J.Bio
l.Macromol.,12,85−91(1990)に記載の方法で合
成した3−ヒドロキシ−7−オクテン酸の不飽和部分を3
−クロロ安息香酸でエポキシ化したのち、Eur.J.Bioc
hem.,250,432−439(1997)に記載の方法で調製)2
質量部、ウシ血清アルブミン(Sigma社製)1質量部を
添加し、30℃で2時間緩やかに振盪した。
【0248】反応終了後、上記反応液を遠心分離(10,
000×g、4℃、10分間)してカプセル構造体を回収し、
精製水100質量部に懸濁する操作を3回繰返し、沈殿を回
収した。ここから、ろ過、乾燥の各工程を経て青色のカ
プセル構造体Dを得た。カプセル構造体D 10質量部に対
し、解砕処理したBET値360 m2/gの疎水性シリカ0.2
質量部をヘンシェルミキサーで混合し、外添してトナー
Dとした。
【0249】さらに、前記カプセル構造体D 10質量部を
精製水に懸濁し、架橋剤としてヘキサメチレンジアミン
5質量部を溶解させた。溶解を確認後、凍結乾燥により
水を除去し、70℃で12時間反応させた。反応終了後、1
0,000×gで10分間遠心分離し、沈殿を0.1 Mリン酸バ
ッファー(pH7.0)1000質量部に懸濁し、再び遠心分離
する操作を3回繰り返し、沈殿を回収した。ここから、
ろ過、乾燥の各工程を経て青色のカプセル構造体Eを得
た。カプセル構造体E 10質量部に対し、解砕処理したBE
T値360 m2/gの疎水性シリカ0.2質量部をヘンシェル
ミキサーで混合し、外添してトナーEとした。
【0250】作製したトナーの画像評価を行うため、上
記で得たトナー6部に対して、平均粒径が35μmのフェラ
イトコアにシリコーン樹脂をコートしたキャリア94部を
ポリ瓶に入れ、ターブラーミキサーで混合撹拌して二成
分現像剤を作製した。そして、この現像剤をカラーレー
ザー複写機CLC−500(キヤノン(株)製)改造機に搭載
し、23℃,60%RH環境下、初期及び1万枚複写後の画像
についてSEMで観察し、画質の評価及び現像剤の劣化状
態の評価を行った。
【0251】画質の評価としては、1画素内でのレーザ
ーのパルス幅変調(PWM)による多値記録により、極小
スポットの再現性を顕微鏡観察により評価した。また、
1万枚複写後の現像剤を走査電子顕微鏡で観察した。
【0252】また、トナーの耐ブロッキング性の評価を
行うために、各種温度条件下に、上記で得たトナーを3
日間放置した後の凝集性を観察し、各トナー組成物を前
述のキャリアを用いて同様に現像化して画像評価を行っ
た。
【0253】また、定着性の評価としては、CLC−500と
同じ定着器構成を有する外部定着器による定着試験を行
った。定着試験の方法としては、幅2cm、長さ10cmの短
冊を作り、その上の未定着画像を、外部定着器の上部ロ
ーラーの温度をモニターしながら短冊の長さ方向にそっ
てローラーを通過させることによって定着させ、得られ
た定着画像について、短冊の後部にオフセットが見られ
るか否かで定着性を判断した。
【0254】さらに、前記カプセル構造体の代わりに、
前記コア粒子をカプセル化せずにそのまま用いたトナー
Fを使用して、前記と同様の評価を行った。その結果を
表7に示す。
【0255】
【表7】表7 備考 表中の記号;◎:非常に良好、○:良好、△:や
や不良、×:不良 (ただし、上記の○、△、×は、前記実施例12におけ
る○、△、×とは対応しない。) (実施例15) カプセルトナーの製造3 実施例14と同様の方法でコア粒子を製造し、pYN2−C1
組換え株由来のPHA合成酵素を固定化し固定化酵素を得
た。この固定化酵素10質量部を0.1 Mリン酸バッファー
(pH7.0)480質量部に懸濁し、(R,S)−3−ヒドロキ
シ−5−フェノキシバレリルCoA(実施例14と同様の方
法で調製)8質量部、(R,S)−3−ヒドロキシ−7,8−
エポキシオクタノイルCoA(実施例14と同様の方法で
調製)2質量部、ウシ血清アルブミン(Sigma社製)1質
量部を添加し、30℃で2時間緩やかに振盪した。
【0256】反応終了後、上記反応液を遠心分離(10,
000×g、4℃、10分間)してカプセル構造体を回収し、
精製水100質量部に懸濁する操作を3回繰返し、沈殿を回
収した。ここから、ろ過、乾燥の各工程を経て青色のカ
プセル構造体Gを得た。カプセル構造体G 10質量部に
対し、解砕処理したBET値360 m2/gの疎水性シリカ0.
2質量部をヘンシェルミキサーで混合し、外添してトナ
ーGとした。
【0257】さらに、カプセル構造体G 10質量部に末
端アミノ変性ポリシロキサン(変性シリコーンオイルTS
F4700、GE東芝シリコーン(株)製)100質量部を添加
し、70℃で2時間反応させた。これをメタノールに懸濁
し、遠心分離(10,000×g、4℃、20分間)する操作を
繰返すことにより洗浄し乾燥することで、ポリシロキサ
ンのグラフト鎖を有する青色のカプセル構造体Hを得
た。カプセル構造体H 10質量部に対し、解砕処理したBE
T値360 m2/gの疎水性シリカ0.2質量部をヘンシェル
ミキサーで混合し、外添してトナーHとした。
【0258】前記トナーは、実施例14と同様の方法で
画質の評価及び現像剤の劣化状態の評価を行った。
【0259】また、前記カプセル構造体の代わりに、前
記コア粒子をカプセル化せずにそのまま用いたトナーI
を使用して、前記と同様の評価を行った。その結果を表
8に示す。
【0260】
【表8】表8 備考 表中の記号;◎:非常に良好、○:良好、△:や
や不良、×:不良 (ただし、上記の○、△、×は、前記実施例12におけ
る○、△、×とは対応しない。) (実施例16) 記録媒体の作製 PETフィルム(100Q80D、東レ(株)製)を1%グルタル
アルデヒド溶液に1時間浸漬し、純水洗浄後、pYN2−C1
組換え株由来のPHA合成酵素溶液(10U/ml)に30℃で30
分間浸漬して、該酵素を固定化した。未反応のPHA合成
酵素をPBSで洗浄して除去し、固定化酵素を得た。
【0261】30 mM (R)−3−ヒドロキシピメリルCoA
(J.Bacteriol.,182,2753−2760(2000) に記載の
方法で調製)、0.1%ウシ血清アルブミン(Sigma社
製)を含む0.1 Mリン酸バッファー(pH7.0)に上記PE
Tフィルムを浸漬し、30℃で30分間緩やかに振盪した。
反応終了後、0.1 Mリン酸バッファー(pH7.0)で洗浄
して、未反応物等を除去して風乾することによって、イ
オン性ポリマーであるポリ−(R)−3−ヒドロキシピメ
リン酸をインク受容層とする、所望の記録媒体を得た。
【0262】比較対照として、pYN2−C1組換え株由来の
PHA合成酵素のみを含まない系で同様の処理を施したPET
フィルムを作製した。
【0263】これらの記録媒体について、インクジェッ
トプリンター(BJC−4301、キヤノン(株)製)を用い
たて、ブラックおよびカラーの画像を印字し、それぞれ
インクのにじみ、ビーディングの有無を確認した。その
結果、比較対照において、にじみやビーディングが極め
て多く認められたのに対して、本発明の記録媒体にはに
じみやビーディングがほとんど認められず、優れた画像
が得られていた。
【0264】(実施例17) 記録媒体の作製 実施例16と同様にPETフィルム(100Q80D、東レ(株)
製)を1%グルタルアルデヒド溶液に1時間浸漬し、純
水洗浄後、pYN2−C1組換え株由来のPHA合成酵素溶液(1
0U/ml)に30℃で30分間浸漬して、該酵素を固定化し
た。未反応のPHA合成酵素をPBSで洗浄して除去し、固定
化酵素を得た。
【0265】この酵素を固定化したPETフィルムを30 mM
(R)−3−ヒドロキシオクタノイルCoA(Eur.J.Bioc
hem.,250,432−439(1997)に記載の方法で調製)、
0.1%ウシ血清アルブミン(Sigma社製)を含む0.1 M
リン酸バッファー(pH7.0)100質量部に浸漬した。次
いで、30℃で緩やかに振盪しながらこの反応液に30mM
(R)−3−ヒドロキシピメリルCoA(J.Bacteriol.,1
82,2753−2760(2000) に記載の方法で調製)、0.1
%ウシ血清アルブミン(Sigma社製)を含む0.1 Mリン
酸バッファー(pH7.0)をマイクロチューブポンプ(東
京理化器械社製MP-3N)を用いて1分間に25質量部の割合
で添加した。
【0266】30分間振とう後、0.1 Mリン酸バッファー
(pH7.0)で洗浄して、未反応物等を除去して風乾する
ことによって、記録媒体を作製した。
【0267】この記録媒体の表面に形成されたポリマー
の質量を、飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF−S
IMS IV、CAMECA製)により測定した。得られたマスス
ペクトルから、記録媒体表面は3−ヒドロキシピメリン
酸と3−ヒドロキシオクタン酸の共重合体(モル比17:
1)で構成されていることがわかった。また、イオンス
パッタリングによりガラスシート表面を少しずつ削りな
がら同様にTOF−SIMSによりマススペクトルを測定して
いったところ、前記共重合体における3−ヒドロキシピ
メリン酸の組成比率が次第に減少し、3−ヒドロキシオ
クタン酸の組成比率が増加した。これより、本実施例の
記録媒体は、表面を親水性官能基を有するポリヒドロキ
シピメレートで被覆し、その下を親水性官能基を有する
3−ヒドロキシピメリン酸と疎水性官能基を有する3−ヒ
ドロキシオクタン酸の共重合体によって、下層に至るに
つれて3−ヒドロキシオクタン酸の組成比率を高めなが
ら被覆した層をインク受容層とする、所望の記録媒体で
あることがわかった。
【0268】この記録媒体について、実施例16と同様
にインクジェットプリンター(BJC−4301、キヤノン
(株)製)を用いて、ブラックおよびカラーの画像を印
字し、それぞれインクのにじみ、ビーディングの有無を
確認し、実施例16で作製した記録媒体の場合と比較し
た。その結果、本実施例の記録媒体は、実施例16の記
録媒体と比較して、インク受容層内部においてさらにに
じみが少なく、より鮮明な画像が得られることがわかっ
た。これは、本実施例の記録媒体では、下層に至るにつ
れてPHA被膜が疎水的となるため、表面で吸収されたイ
ンクのインク受容層内部への拡散が徐々に抑制されるた
めだと考えられる。
【0269】
【発明の効果】本発明の構造体は、粒状の構造体であれ
ば、例えば電子写真用トナーなどとして用いるとにじみ
が少なく定着性の良い高品位な画像を得ることができ
る。一方、平板またはフィルム状の構造体を記録媒体と
して用いるとにじみのない良好な画像を得ることができ
る。
【0270】
【配列表】 SEQUENCE LISTING <210> 1 <211> 1501 <212> DNA <213> Pseudomonas jessenii 161 strain. <400> 1 tgaacgctgg cggcaggcct aacacatgca agtcgagcgg atgacgggag cttgctcctg 60 aattcagcgg cggacgggtg agtaatgcct aggaatctgc ctggtagtgg gggacaacgt 120 ctcgaaaggg acgctaatac cgcatacgtc ctacgggaga aagcagggga ccttcgggcc 180 ttgcgctatc agatgagcct aggtcggatt agctagttgg tgaggtaatg gctcaccaag 240 gcgacgatcc gtaactggtc tgagaggatg atcagtcaca ctggaactga gacacggtcc 300 agactcctac gggaggcagc agtggggaat attggacaat gggcgaaagc ctgatccagc 360 catgccgcgt gtgtgaagaa ggtcttcgga ttgtaaagca ctttaagttg ggaggaaggg 420 cattaaccta atacgttagt gttttgacgt taccgacaga ataagcaccg gctaactctg 480 tgccagcagc cgcggtaata cagagggtgc aagcgttaat cggaattact gggcgtaaag 540 cgcgcgtagg tggtttgtta agttggatgt gaaagccccg ggctcaacct gggaactgca 600 ttcaaaactg acaagctaga gtatggtaga gggtggtgga atttcctgtg tagcggtgaa 660 atgcgtagat ataggaagga acaccagtgg cgaaggcgac cacctggact gatactgaca 720 ctgaggtgcg aaagcgtggg gagcaaacag gattagatac cctggtagtc cacgccgtaa 780 acgatgtcaa ctagccgttg ggagccttga gctcttagtg gcgcagctaa cgcattaagt 840 tgaccgcctg gggagtacgg ccgcaaggtt aaaactcaaa tgaattgacg ggggcccgca 900 caagcggtgg agcatgtggt ttaattcgaa gcaacgcgaa gaaccttacc aggccttgac 960 atccaatgaa ctttccagag atggatgggt gccttcggga acattgagac aggtgctgca 1020 tggctgtcgt cagctcgtgt cgtgagatgt tgggttaagt cccgtaacga gcgcaaccct 1080 tgtccttagt taccagcacg taatggtggg cactctaagg agactgccgg tgacaaaccg 1140 gaggaaggtg gggatgacgt caagtcatca tggcccttac ggcctgggct acacacgtgc 1200 tacaatggtc ggtacagagg gttgccaagc cgcgaggtgg agctaatccc acaaaaccga 1260 tcgtagtccg gatcgcagtc tgcaactcga ctgcgtgaag tcggaatcgc tagtaatcgc 1320 gaatcagaat gtcgcggtga atacgttccc gggccttgta cacaccgccc gtcacaccat 1380 gggagtgggt tgcaccagaa gtagctagtc taaccttcgg gaggacggtt accacggtgt 1440 gattcatgac tggggtgaag tcgtaccaag gtagccgtag gggaacctgc ggctggatca 1500 c 1501 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <400> 2 tgctggaact gatccagtac 20 <210> 3 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <400> 3 gggttgagga tgctctggat gtg 23 <210> 4 <211> 1680 <212> DNA <213> Pseudomonas cichorii YN2 ; FERM P−17411 <400> 4 atgagtaaca agagtaacga tgagttgaag tatcaagcct ctgaaaacac 50 cttggggctt aatcctgtcg ttgggctgcg tggaaaggat ctactggctt 100 ctgctcgaat ggtgcttagg caggccatca agcaaccggt gcacagcgtc 150 aaacatgtcg cgcactttgg tcttgaactc aagaacgtac tgctgggtaa 200 atccgggctg caaccgacca gcgatgaccg tcgcttcgcc gatccggcct 250 ggagccagaa cccgctctat aaacgttatt tgcaaaccta cctggcgtgg 300 cgcaaggaac tccacgactg gatcgatgaa agtaacctcg cccccaagga 350 tgtggcgcgt gggcacttcg tgatcaacct catgaccgaa gccatggcgc 400 cgaccaacac cgcggccaac ccggcggcag tcaaacgctt tttcgaaacc 450 ggtggcaaaa gcctgctcga cggcctctcg cacctggcca aggatctggt 500 acacaacggc ggcatgccga gccaggtcaa catgggtgca ttcgaggtcg 550 gcaagagcct gggcgtgacc gaaggcgcgg tggtgtttcg caacgatgtg 600 ctggaactga tccagtacaa gccgaccacc gagcaggtat acgaacgccc 650 gctgctggtg gtgccgccgc agatcaacaa gttctacgtt ttcgacctga 700 gcccggacaa gagcctggcg cggttctgcc tgcgcaacaa cgtgcaaacg 750 ttcatcgtca gctggcgaaa tcccaccaag gaacagcgag agtggggcct 800 gtcgacctac atcgaagccc tcaaggaagc ggttgatgtc gttaccgcga 850 tcaccggcag caaagacgtg aacatgctcg gcgcctgctc cggcggcatc 900 acttgcaccg cgctgctggg ccattacgcg gcgattggcg aaaacaaggt 950 caacgccctg accttgctgg tgagcgtgct tgataccacc ctcgacagcg 1000 atgttgccct gttcgtcaat gaacagaccc ttgaagccgc caagcgccac 1050 tcgtaccagg ccggcgtact ggaaggccgc gacatggcga aggtcttcgc 1100 ctggatgcgc cccaacgatc tgatctggaa ctactgggtc aacaattacc 1150 tgctaggcaa cgaaccgccg gtgttcgaca tcctgttctg gaacaacgac 1200 accacacggt tgcccgcggc gttccacggc gacctgatcg aactgttcaa 1250 aaataaccca ctgattcgcc cgaatgcact ggaagtgtgc ggcaccccca 1300 tcgacctcaa gcaggtgacg gccgacatct tttccctggc cggcaccaac 1350 gaccacatca ccccgtggaa gtcctgctac aagtcggcgc aactgtttgg 1400 cggcaacgtt gaattcgtgc tgtcgagcag cgggcatatc cagagcatcc 1450 tgaacccgcc gggcaatccg aaatcgcgct acatgaccag caccgaagtg 1500 gcggaaaatg ccgatgaatg gcaagcgaat gccaccaagc ataccgattc 1550 ctggtggctg cactggcagg cctggcaggc ccaacgctcg ggcgagctga 1600 aaaagtcccc gacaaaactg ggcagcaagg cgtatccggc aggtgaagcg 1650 gcgccaggca cgtacgtgca cgaacggtaa 1680 <210> 5 <211> 1683 <212> DNA <213> Pseudomonas cichorii YN2 ; FERM P−17411 <400> 5 atgcgcgata aacctgcgag ggagtcacta cccacccccg ccaagttcat 50 caacgcacaa agtgcgatta ccggcctgcg tggccgggat ctggtttcga 100 ctttgcgcag tgtcgccgcc catggcctgc gccaccccgt gcacaccgcg 150 cgacacgcct tgaaactggg tggtcaactg ggacgcgtgt tgctgggcga 200 caccctgcat cccaccaacc cgcaagaccg tcgcttcgac gatccggcgt 250 ggagtctcaa tcccttttat cgtcgcagcc tgcaggcgta cctgagctgg 300 cagaagcagg tcaagagctg gatcgacgaa agcaacatga gcccggatga 350 ccgcgcccgt gcgcacttcg cgttcgccct gctcaacgat gccgtgtcgc 400 cgtccaacag cctgctcaat ccgctggcga tcaaggaaat cttcaactcc 450 ggcggcaaca gcctggtgcg cgggatcggc catctggtcg atgacctctt 500 gcacaacgat ggcttgcccc ggcaagtcac caggcatgca ttcgaggttg 550 gcaagaccgt cgccaccacc accggcgccg tggtgtttcg caacgagctg 600 ctggagctga tccaatacaa gccgatgagc gaaaagcagt attccaaacc 650 gctgctggtg gtgccgccac agatcaacaa gtactacatt tttgacctca 700 gcccccataa cagcttcgtc cagttcgcgc tcaagaacgg cctgcaaacc 750 ttcgtcatca gctggcgcaa tccggatgta cgtcaccgcg aatggggcct 800 gtcgacctac gtcgaagcgg tggaagaagc catgaatgtc tgccgggcaa 850 tcaccggcgc gcgcgaggtc aacctgatgg gcgcctgcgc tggcgggctg 900 accattgctg ccctgcaggg ccacttgcaa gccaagcgac agctgcgccg 950 cgtctccagc gcgacgtacc tggtgagcct gctcgacagc caactggaca 1000 gcccggccac actcttcgcc gacgaacaga ccctggaggc ggccaagcgc 1050 cgctcctacc agaaaggtgt gctggaaggc cgcgacatgg ccaaggtttt 1100 cgcctggatg cgccccaacg atttgatctg gagctacttc gtcaacaatt 1150 acctgatggg caaggagccg ccggcgttcg acattctcta ctggaacaat 1200 gacaacacac gcctgccggc cgccctgcat ggtgacttgc tggacttctt 1250 caagcacaac ccgctgagcc atccgggtgg cctggaagtg tgcggcaccc 1300 cgatcgactt gcaaaaggtc accgtcgaca gtttcagcgt ggccggcatc 1350 aacgatcaca tcacgccgtg ggacgcggtg tatcgctcaa ccctgttgct 1400 cggtggcgag cgtcgctttg tcctggccaa cagcggtcat gtgcagagca 1450 ttctcaaccc gccgaacaat ccgaaagcca actacctcga aggtgcaaaa 1500 ctaagcagcg accccagggc ctggtactac gacgccaagc ccgtcgacgg 1550 tagctggtgg acgcaatggc tgggctggat tcaggagcgc tcgggcgcgc 1600 aaaaagaaac ccacatggcc ctcggcaatc agaattatcc accgatggag 1650 gcggcgcccg ggacttacgt gcgcgtgcgc tga 1683 <210> 6 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for PCR multiplication <400> 6 ggaccaagct tctcgtctca gggcaatgg 29 <210> 7 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for PCR multiplication <400> 7 cgagcaagct tgctcctaca ggtgaaggc 29 <210> 8 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for PCR multiplication <400> 8 gtattaagct tgaagacgaa ggagtgttg 29 <210> 9 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for PCR multiplication <400> 9 catccaagct tcttatgatc gggtcatgcc 30 <210> 10 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for PCR multiplication <400> 10 cgggatccag taacaagagt aacgatgagt 30 <210> 11 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for PCR multiplication <400> 11 cgatctcgag ttaccgttcg tgcacgtacg 30 <210> 12 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for PCR multiplication <400> 12 cgggatcccg cgataaacct gcgagggagt 30 <210> 13 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for PCR multiplication <400> 13 cgatctcgag gcgcacgcgc acgtaagtcc 30
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1におけるカプセル構造体の外被のGC
−MS分析結果を示す図である。
【図2】実施例4におけるカプセル構造体の外被のGC
−MS分析結果を示す図である。
【図3】実施例5におけるカプセル構造体の外被のGC
−MS分析結果を示す図である。
【図4】実施例11における積層構造体の被覆層のGC
−MS分析結果を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 11/08 C12N 11/08 D 4B065 C12P 7/62 C12P 7/62 4F006 G03G 7/00 G03G 7/00 B 4F100 9/08 311 9/08 311 9/087 C12N 1/21 // C12N 1/21 C12R 1:19 15/09 ZNA C08L 101:00 (C12N 1/21 G03G 9/08 331 C12R 1:19) C12N 15/00 ZNAA C08L 101:00 (72)発明者 野本 毅 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 矢野 哲哉 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 Fターム(参考) 2H005 AA01 AA11 AB07 CA08 2H086 BA31 BA33 BA34 4B024 AA03 BA80 CA02 GA11 GA19 4B033 NA25 NB02 NB15 NB35 NB62 NC05 ND20 NF10 4B064 AD83 CA21 CA38 CB24 CC21 CD07 CD17 DA20 4B065 AA26X AA26Y AB01 AC14 CA29 4F006 AA01 AA02 AA12 AA15 AA16 AA17 AA18 AA19 AA20 AA22 AA35 AA36 AA38 AA39 AB35 BA02 BA16 DA00 4F100 AA19 AB01 AG00 AH02A AH02H AH03A AH03H AK01 AK41A AL04A AL06A AT00B BA02 CA02A CA13B DE00B DE04 EH112 EH902 EJ05A JL00 JL02

Claims (61)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3−ヒドロキシアルカン酸ユニット(た
    だし3−ヒドロキシプロピオン酸ユニット、3−ヒドロキ
    シ−n−酪酸ユニットまたは3−ヒドロキシ−n−吉草酸
    ユニットを除く)を含有するポリヒドロキシアルカノエ
    ートが基材の少なくとも一部を被覆していることを特徴
    とする構造体。
  2. 【請求項2】 前記ポリヒドロキシアルカノエートが、
    化学式[1]から化学式[10]に示すモノマーユニッ
    トからなる群より選択される少なくとも一つを含有する
    ポリヒドロキシアルカノエートである、請求項1に記載
    の構造体。 【化1】 (ただし、該モノマーユニットは、式中R1およびaの組
    合せが下記のいずれかであるモノマーユニットからなる
    群より選択される少なくとも一つである。R1が水素原子
    (H)でありaが3から10の整数のいずれかであるモノマ
    ーユニット、R1がハロゲン原子でありaが1から10の整数
    のいずれかであるモノマーユニット、R1が発色団であり
    aが1から10の整数のいずれかであるモノマーユニット、
    R1が カルボキシル基あるいはその塩でありaが1から10
    の整数のいずれかであるモノマーユニット、R1が、 【化2】 でありaが1から7の整数のいずれかであるモノマーユニ
    ット。) 【化3】 (ただし、式中bは0から7の整数のいずれかを表し、R2
    は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,−NO2,−C
    F3,−C2F5,−C3F7からなる群から選ばれたいずれか1
    つを表す。) 【化4】 (ただし、式中cは1から8の整数のいずれかを表し、R3
    は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,−NO2,−C
    F3,−C2F5,−C3F7からなる群から選ばれたいずれか1
    つを表す。) 【化5】 (ただし、式中dは0から7の整数のいずれかを表し、R4
    は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,−NO2,−C
    F3,−C2F5,−C3F7からなる群から選ばれたいずれか1
    つを表す。) 【化6】 (ただし、式中eは1から8の整数のいずれかを表し、R
    5は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,−NO2,−C
    F3,−C2F5,−C3F7,−CH3,−C2H5,−C3H7からなる
    群から選ばれたいずれか1つを表す。) 【化7】 (ただし、式中fは0から7の整数のいずれかを表す。) 【化8】 (ただし、式中gは1から8の整数のいずれかを表す。) 【化9】 (ただし、式中hは1から7の整数のいずれかを表し、R
    6は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,−NO2,−COO
    R',−SO2R”,−CH3,−C2H5,−C3H7,−CH(CH 3)2
    −C(CH3)3からなる群から選ばれたいずれか1つを表
    し、ここでR'は水素原子(H),Na,K,−CH3,−C2H5
    のいずれかであり、R”は−OH,−ONa,−OK,ハロゲン
    原子,−OCH3,−OC2H5のいずれかである。) 【化10】 (ただし、式中iは1から7の整数のいずれかを表し、R
    7は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,−NO2,−CO
    OR',−SO2R”からなる群から選ばれたいずれか1つを
    表し、ここでR'は水素原子(H),Na,K,−CH3,−C2H
    5のいずれかであり、R”は−OH,−ONa,−OK,ハロゲ
    ン原子,−OCH3,−OC2H5のいずれかである。) 【化11】 (ただし、式中jは1から9の整数のいずれかを表
    す。)
  3. 【請求項3】 前記ポリヒドロキシアルカノエートの少
    なくとも一部が、化学修飾されたポリヒドロキシアルカ
    ノエートであることを特徴とする、請求項1または請求
    項2に記載の構造体。
  4. 【請求項4】 前記の化学修飾されたポリヒドロキシア
    ルカノエートが、少なくともグラフト鎖を有するポリヒ
    ドロキシアルカノエートであることを特徴とする、請求
    項3に記載の構造体。
  5. 【請求項5】 前記グラフト鎖が、エポキシ基を有する
    モノマーユニットを少なくとも含むポリヒドロキシアル
    カノエートの化学修飾によるグラフト鎖であることを特
    徴とする、請求項4に記載の構造体。
  6. 【請求項6】 前記グラフト鎖が、アミノ基を有する化
    合物のグラフト鎖であることを特徴とする、請求項4ま
    たは請求項5に記載の構造体。
  7. 【請求項7】 前記のアミノ基を有する化合物が、末端
    アミノ変性化合物であることを特徴とする、請求項6に
    記載の構造体。
  8. 【請求項8】 前記末端アミノ変性化合物が、ポリビニ
    ルアミン、ポリエチレンイミン、末端アミノ変性ポリシ
    ロキサンからなる群より選択される少なくとも一つであ
    ることを特徴とする、請求項7に記載の構造体。
  9. 【請求項9】 前記ポリヒドロキシアルカノエートの少
    なくとも一部が、架橋化されたポリヒドロキシアルカノ
    エートであることを特徴とする、請求項3に記載の構造
    体。
  10. 【請求項10】 前記の架橋化されたポリヒドロキシア
    ルカノエートが、エポキシ基を有するモノマーユニット
    を少なくとも含むポリヒドロキシアルカノエートが架橋
    化されたポリヒドロキシアルカノエートであることを特
    徴とする、請求項9に記載の構造体。
  11. 【請求項11】 前記の架橋化されたポリヒドロキシア
    ルカノエートが、ジアミン化合物、無水コハク酸、2−
    エチル−4−メチルイミダゾール、電子線照射からなる
    群より選択される少なくとも一つにより架橋化されたポ
    リヒドロキシアルカノエートであることを特徴とする、
    請求項9または請求項10に記載の構造体。
  12. 【請求項12】 前記ジアミン化合物が、ヘキサメチレ
    ンジアミンであることを特徴とする、請求項11に記載の
    構造体。
  13. 【請求項13】 前記基材が粒状体であることを特徴と
    する請求項1から請求項12のいずれかに記載の構造体。
  14. 【請求項14】 前記基材が着色剤を含有していること
    を特徴とする、請求項13に記載の構造体。
  15. 【請求項15】 前記着色剤が顔料であることを特徴と
    する、請求項14に記載の構造体。
  16. 【請求項16】 前記着色剤が染料であることを特徴と
    する、請求項14に記載の構造体。
  17. 【請求項17】 前記基材が顔料であることを特徴とす
    る請求項13に記載の構造体。
  18. 【請求項18】 前記基材が平板状またはフィルム状で
    あることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか
    に記載の構造体。
  19. 【請求項19】 前記ポリヒドロキシアルカノエートの
    モノマーユニット組成が前記構造体の内側から外側に向
    かう方向において変化していることを特徴とする請求項
    13から17のいずれかに記載の構造体。
  20. 【請求項20】 前記ポリヒドロキシアルカノエートの
    モノマーユニット組成が前記構造体の表面に対して垂直
    方向に変化していることを特徴とする請求項18に記載の
    構造体。
  21. 【請求項21】 前記基材にポリヒドロキシアルカノエ
    ート合成酵素が固定されていることを特徴とする請求項
    1から請求項20のいずれかに記載の構造体。
  22. 【請求項22】 中鎖長ポリヒドロキシアルカノエート
    合成酵素を基材表面に固定し、該酵素により3−ヒドロ
    キシアシル補酵素Aを重合させてポリヒドロキシアルカ
    ノエートを合成することにより、前記基材の少なくとも
    一部をポリヒドロキシアルカノエートで被覆することを
    特徴とする構造体の製造方法。
  23. 【請求項23】 前記ポリヒドロキシアルカノエート
    が、化学式[1]から化学式[10]に示すモノマーユ
    ニットからなる群より選択される少なくとも一つを含有
    するポリヒドロキシアルカノエートであり、前記ユニッ
    トのそれぞれに対して対応する3−ヒドロキシアシル補
    酵素Aが順に化学式[11]から化学式[20]に示す3
    −ヒドロキシアシル補酵素Aである、請求項22に記載の
    構造体の製造方法。 【化12】 (ただし、該モノマーユニットは、式中R1およびaの組
    合せが下記のいずれかであるモノマーユニットからなる
    群より選択される少なくとも一つである。R1が水素原子
    (H)でありaが3から10の整数のいずれかであるモノマ
    ーユニット、R1がハロゲン原子でありaが1から10の整数
    のいずれかであるモノマーユニット、R1が発色団であり
    aが1から10の整数のいずれかであるモノマーユニット、
    R1が カルボキシル基あるいはその塩でありaが1から10
    の整数のいずれかであるモノマーユニット、R1が、 【化13】 でありaが1から7の整数のいずれかであるモノマーユニ
    ット。) 【化14】 (ただし、式中bは0から7の整数のいずれかを表し、R2
    は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,−NO2,−C
    F3,−C2F5,−C3F7からなる群から選ばれたいずれか1
    つを表す。) 【化15】 (ただし、式中cは1から8の整数のいずれかを表し、R3
    は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,−NO2,−C
    F3,−C2F5,−C3F7からなる群から選ばれたいずれか1
    つを表す。) 【化16】 (ただし、式中dは0から7の整数のいずれかを表し、R4
    は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,−NO2,−C
    F3,−C2F5,−C3F7からなる群から選ばれたいずれか1
    つを表す。) 【化17】 (ただし、式中eは1から8の整数のいずれかを表し、R5
    は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,−NO2,−C
    F3,−C2F5,−C3F7,−CH3,−C2H5,−C3H7からなる
    群から選ばれたいずれか1つを表す。) 【化18】 (ただし、式中fは0から7の整数のいずれかを表す。) 【化19】 (ただし、式中gは1から8の整数のいずれかを表す。) 【化20】 (ただし、式中hは1から7の整数のいずれかを表し、R6
    は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,−NO2,−COO
    R',−SO2R”,−CH3,−C2H5,−C3H7,−CH(CH3) 2
    −C(CH3)3からなる群から選ばれたいずれか1つを表
    し、ここでR'は水素原子(H),Na,K,−CH3,−C2H5
    のいずれかであり、R”は−OH,−ONa,−OK,ハロゲン
    原子,−OCH3,−OC2H5のいずれかである。) 【化21】 (ただし、式中iは1から7の整数のいずれかを表し、R7
    は水素原子(H),ハロゲン原子,−CN,−NO2,−COO
    R',−SO2R”からなる群から選ばれたいずれか1つを表
    し、ここでR'は水素原子(H),Na,K,−CH3,−C2H5
    のいずれかであり、R”は−OH,−ONa,−OK,ハロゲン
    原子,−OCH3,−OC2H5のいずれかである。) 【化22】 (ただし、式中jは1から9の整数のいずれかを表す。) 【化23】 (ただし、前記化学式中−SCoA はアルカン酸に結合し
    た補酵素Aを表し、式中R1およびaの組合せが下記のいず
    れかである群より選択される少なくとも一つであり、か
    つ、前記化学式[1]で表されるモノマーユニットにお
    けるR1およびaと対応する。R1が 水素原子(H)であり
    aが3から10の整数のいずれかであるモノマーユニット、
    R1が ハロゲン原子でありaが1から10の整数のいずれか
    であるモノマーユニット、R1が 発色団でありaが1から1
    0の整数のいずれかであるモノマーユニット、R1が カル
    ボキシル基あるいはその塩でありaが1から10の整数のい
    ずれかであるモノマーユニット、R1が、 【化24】 でありaが1から7の整数のいずれかであるモノマーユニ
    ット。) 【化25】 (ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結合した補酵素A
    を表し、bは前記化学式[2]で表されるモノマーユニ
    ットにおけるbと対応する0から7の整数のいずれかを表
    し、R2は前記化学式[2]で表されるモノマーユニット
    におけるR2と対応する、水素原子(H),ハロゲン原
    子,−CN,−NO2,−CF3,−C2F5,−C3F7からなる群か
    ら選ばれたいずれか1つを表す。) 【化26】 (ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結合した補酵素A
    を表し、cは前記化学式[3]で表されるモノマーユニ
    ットにおけるcと対応する1から8の整数のいずれかを表
    し、R3は前記化学式[3]で表されるモノマーユニット
    におけるR3と対応する、水素原子(H),ハロゲン原
    子,−CN,−NO2,−CF3,−C2F5,−C3F7からなる群か
    ら選ばれたいずれか1つを表す。) 【化27】 (ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結合した補酵素A
    を表し、dは前記化学式[4]で表されるモノマーユニ
    ットにおけるdと対応する0から7の整数のいずれかを表
    し、R4は前記化学式[4]で表されるモノマーユニット
    におけるR4と対応する、水素原子(H),ハロゲン原
    子,−CN,−NO2,−CF3,−C2F5,−C3F7からなる群か
    ら選ばれたいずれか1つを表す。) 【化28】 (ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結合した補酵素A
    を表し、eは前記化学式[5]で表されるモノマーユニ
    ットにおけるeと対応する1から8の整数のいずれかを表
    し、R5は前記化学式[5]で表されるモノマーユニット
    におけるR5と対応する、水素原子(H),ハロゲン原
    子,−CN,−NO2,−CF3,−C2F5,−C3F7,−CH3,−C
    2H5,−C3H7からなる群から選ばれたいずれか1つを表
    す。) 【化29】 (ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結合した補酵素A
    を表し、fは前記化学式[6]で表されるモノマーユニ
    ットにおけるfと対応する0から7の整数のいずれかを表
    す。) 【化30】 (ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結合した補酵素A
    を表し、gは前記化学式[7]で表されるモノマーユニ
    ットにおけるgと対応する1から8の整数のいずれかを表
    す。) 【化31】 (ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結合した補酵素A
    を表し、hは前記化学式[8]で表されるモノマーユニ
    ットにおけるhと対応する1から7の整数のいずれかを表
    し、R6は前記化学式[8]で表されるモノマーユニット
    におけるR6と対応する、水素原子(H),ハロゲン原
    子,−CN,−NO2,−COOR',−SO2R”,−CH3,−C
    2H5,−C3H7,−CH(CH3)2,−C(CH3)3からなる群から選
    ばれたいずれか1つを表し、ここでR'は水素原子
    (H),Na,K,−CH3,−C2H5のいずれかであり、R”は
    −OH,−ONa,−OK,ハロゲン原子,−OCH3,−OC2H5
    いずれかである。) 【化32】 (ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結合した補酵素A
    を表し、iは前記化学式[9]で表されるモノマーユニ
    ットにおけるiと対応する1から7の整数のいずれかを表
    し、R7は前記化学式[9]で表されるモノマーユニット
    におけるR7と対応する、水素原子(H),ハロゲン原
    子, −CN,−NO2,−COOR',−SO2R”からなる群から選
    ばれたいずれか1つを表し、ここでR'は水素原子
    (H),Na,K,−CH3,−C2H5のいずれかであり、R”は
    −OH,−ONa,−OK,ハロゲン原子,−OCH3,−OC2H5
    いずれかである。) 【化33】 (ただし、式中−SCoA はアルカン酸に結合した補酵素
    Aを表し、jは前記化学式[10]で表されるモノマー
    ユニットにおけるjと対応する1から9の整数のいずれか
    を表す。)
  24. 【請求項24】 前記基材を被覆する前記ポリヒドロキ
    シアルカノエートの少なくとも一部に化学修飾を施す工
    程をさらに有する、請求項22または請求項23に記載の構
    造体の製造方法。
  25. 【請求項25】 前記化学修飾を施す工程が、前記ポリ
    ヒドロキシアルカノエートの少なくとも一部にグラフト
    鎖を付加する工程であることを特徴とする、請求項24に
    記載の構造体の製造方法。
  26. 【請求項26】 前記グラフト鎖を付加する工程が、前
    記ポリヒドロキシアルカノエートの少なくとも一部と、
    末端に反応性官能基を有する化合物とを反応させる工程
    であることを特徴とする、請求項25に記載の構造体の製
    造方法。
  27. 【請求項27】 前記ポリヒドロキシアルカノエート
    が、エポキシ基を有するモノマーユニットを少なくとも
    含むポリヒドロキシアルカノエートであることを特徴と
    する、請求項26に記載の構造体の製造方法。
  28. 【請求項28】 前記末端に反応性官能基を有する化合
    物が、アミノ基を有する化合物であることを特徴とす
    る、請求項26または請求項27に記載の構造体の製造方
    法。
  29. 【請求項29】 前記アミノ基を有する化合物が、末端
    アミノ変性化合物であることを特徴とする、請求項28に
    記載の構造体の製造方法。
  30. 【請求項30】 前記末端アミノ変性化合物が、ポリビ
    ニルアミン、ポリエチレンイミン、アミノ変性ポリシロ
    キサンからなる群より選択される少なくとも一つである
    ことを特徴とする、請求項29に記載の構造体の製造方
    法。
  31. 【請求項31】 前記化学修飾を施す工程が、前記ポリ
    ヒドロキシアルカノエートの少なくとも一部を架橋化す
    る工程であることを特徴とする、請求項24に記載の構造
    体の製造方法。
  32. 【請求項32】 前記架橋化工程が、前記ポリヒドロキ
    シアルカノエートの少なくとも一部と架橋剤とを反応さ
    せる工程であることを特徴とする、請求項31に記載の構
    造体の製造方法。
  33. 【請求項33】 前記ポリヒドロキシアルカノエート
    が、エポキシ基を有するモノマーユニットを少なくとも
    含むポリヒドロキシアルカノエートであることを特徴と
    する、請求項32に記載の構造体の製造方法。
  34. 【請求項34】 前記架橋剤が、ジアミン化合物、無水
    コハク酸、2−メチル−4−メチルイミダゾールからなる
    群より選択される少なくとも一つであることを特徴とす
    る、請求項32または請求項33に記載の構造体の製造方
    法。
  35. 【請求項35】 前記ジアミン化合物がヘキサメチレン
    ジアミンであることを特徴とする、請求項34に記載の構
    造体の製造方法。
  36. 【請求項36】 前記架橋化工程が、前記ポリヒドロキ
    シアルカノエートに電子線を照射する工程であることを
    特徴とする、請求項31に記載の構造体の製造方法。
  37. 【請求項37】 前記基材が粒状であり、該基材の少な
    くとも一部をポリヒドロキシアルカノエートで被覆して
    粒状の構造体を製造することを特徴とする、請求項22か
    ら請求項36のいずれかに記載の構造体の製造方法。
  38. 【請求項38】 前記基材は着色剤を含有する、請求項
    37に記載の構造体の製造方法。
  39. 【請求項39】 前記着色剤は顔料を含有する、請求項
    38に記載の構造体の製造方法。
  40. 【請求項40】 前記基材が顔料である、請求項37に記
    載の構造体の製造方法。
  41. 【請求項41】 前記基材が平板状またはフィルム状で
    あることを特徴とする、請求項22から請求項36のいずれ
    かに記載の構造体の製造方法。
  42. 【請求項42】 前記3−ヒドロキシアシル補酵素Aの組
    成を経時的に変化させることにより、前記ポリヒドロキ
    シアルカノエートのモノマーユニット組成を前記構造体
    の内側から外側に向かう方向において変化させることを
    特徴とする請求項37から請求項40のいずれかに記載の構
    造体の製造方法。
  43. 【請求項43】 前記3−ヒドロキシアシル補酵素Aの組
    成を経時的に変化させることにより、前記ポリヒドロキ
    シアルカノエートのモノマーユニット組成を前記構造体
    の表面に対して垂直方向に変化させることを特徴とする
    請求項41に記載の構造体の製造方法。
  44. 【請求項44】 前記ポリヒドロキシアルカノエート合
    成酵素を該酵素の生産能を有する微生物を使って生産す
    る、請求項22に記載の構造体の製造方法。
  45. 【請求項45】 前記ポリヒドロキシアルカノエート合
    成酵素を該酵素の生産能に関与する遺伝子を導入した形
    質転換体により生産する、請求項22に記載の構造体の製
    造方法。
  46. 【請求項46】 前記遺伝子はポリヒドロキシアルカノ
    エート合成酵素の生産能を有する微生物から得られた遺
    伝子であることを特徴とする請求項45に記載の構造体の
    製造方法。
  47. 【請求項47】 前記ポリヒドロキシアルカノエート合
    成酵素の生産能を有する微生物が、シュードモナス属
    (Pseudomonas sp.)に属する微生物である、請求項44
    または請求項46に記載の構造体の製造方法。
  48. 【請求項48】 前記シュードモナス属(Pseudomonas
    sp.)に属する微生物が、シュードモナス・プチダ・P9
    1株(Pseudomonas putida P91、FERM BP−7373)、シュ
    ードモナス・チコリアイ・H45株(Pseudomonas cichor
    ii H45、FERMBP−7374)、シュードモナス・チコリアイ
    ・YN2株(Pseudomonas cichorii YN2、FERM BP−737
    5)、シュードモナス・ジェッセニイ・P161株(Pseudo
    monas jessenii P161、FERM BP−7376)からなる群か
    ら選択される少なくとも1つの微生物である、請求項47
    に記載の構造体の製造方法。
  49. 【請求項49】 前記ポリヒドロキシアルカノエート合
    成酵素の生産能を有する微生物が、バークホルデリア属
    (Burkholderia sp.)に属する微生物である、請求項4
    4または請求項46に記載の構造体の製造方法。
  50. 【請求項50】 前記バークホルデリア属に属する微生
    物が、バークホルデリア属・OK3株(Burkholderia sp.
    OK3、FERM P−17370)、バークホルデリア属・OK4株
    (Burkholderia sp. OK4、FERM P−17371)からなる群
    から選択される少なくとも1つの微生物である、請求項
    49に記載の構造体の製造方法。
  51. 【請求項51】 前記ポリヒドロキシアルカノエート合
    成酵素の生産能を有する形質転換体の宿主微生物が、大
    腸菌(Escheichia coli)である、請求項45または請求
    項46に記載の構造体の製造方法。
  52. 【請求項52】 請求項13から請求項16のいずれかに記
    載の構造体を含むトナー。
  53. 【請求項53】 請求項13から請求項17のいずれかに記
    載の構造体から成るトナー。
  54. 【請求項54】 請求項18に記載の構造体を備えた被記
    録媒体。
  55. 【請求項55】 請求項18に記載の構造体から成る被記
    録媒体。
  56. 【請求項56】 請求項37から請求項40のいずれかに記
    載の粒状の構造体を製造する工程を含む、トナーの製造
    方法。
  57. 【請求項57】 請求項41に記載の方法を用いて構造体
    を製造する工程を含む、被記録媒体の製造方法。
  58. 【請求項58】 請求項52または請求項53に記載のトナ
    ーを被記録媒体に付与することで画像を形成する画像形
    成方法。
  59. 【請求項59】 請求項52または請求項53に記載のトナ
    ーを被記録媒体に付与することで画像を形成する画像形
    成装置。
  60. 【請求項60】 前記ポリヒドロキシアルカノエートの
    分子量が1,000から10,000,000であることを特徴とする
    請求項1から請求項21に記載の構造体。
  61. 【請求項61】 前記ポリヒドロキシアルカノエートの
    分子量が3,000から1,000,000であることを特徴とする請
    求項1から請求項21に記載の構造体。
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