WO2015146195A1 - Pha合成酵素をコードする遺伝子を複数有する微生物、およびそれを用いたphaの製造方法 - Google Patents

Pha合成酵素をコードする遺伝子を複数有する微生物、およびそれを用いたphaの製造方法 Download PDF

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里奈 青木
徹也 南
尚志 有川
松本 圭司
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株式会社カネカ
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    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology

Definitions

  • the present invention relates to a microorganism for producing two or more PHA having different melting points in a cell, and a method for producing PHA using the same and having a high crystal solidification rate.
  • PHA Polyhydroxyalkanoic acid
  • Ecoplastic polyester that is produced and accumulated as an energy storage substance in the cells of many microbial species.
  • PHA produced from various natural carbon sources by microorganisms is completely biodegraded by microorganisms in the soil and water, and thus is incorporated into the natural carbon cycle process. Therefore, it can be said that PHA is an environmentally harmonious plastic that has almost no adverse effects on the ecosystem.
  • synthetic plastics have become a serious social problem from the viewpoint of environmental pollution, waste disposal, and petroleum resources, and PHA has been attracting attention as an environmentally friendly green plastic, and its practical application is eagerly desired.
  • PHB polyhydroxybutyrate
  • 3HB 3-hydroxybutyric acid
  • PHBH copolyester P (3HB-co-3HH)
  • 3HH 3-hydroxyhexanoic acid
  • PHBH containing 3HH having a long side chain structure as a monomer unit has a lower crystallinity than PHB, and thus has flexible and soft physical properties and improved brittleness.
  • PHBH has a low melting point, improvement in melt processability can be expected.
  • PHBH has a very slow crystal solidification rate, and even after cooling to room temperature after heating and melting, it is soft and viscous for a while, and because it is sticky, it does not release immediately during molding. For this reason, there are cases where actual production cannot be carried out continuously for practical use of PHBH.
  • the processing equipment used for processing existing general-purpose resins with a high crystal solidification rate may not be used for processing PHBH.
  • the crystal solidification rate of the polymer is fast, which leads to continuous production processes and thus improved productivity. This is very important because it leads to low costs.
  • Patent Documents 2 and 3 disclose a technique for increasing the crystal solidification rate by adding PHB having a higher melting point than PHBH and biodegradable as a crystal nucleating agent.
  • PHBH and PHB are dissolved in a solvent such as hot chloroform, and after mixing, the polymer is precipitated by evaporating chloroform, or two types of polymers are cooled with dry ice.
  • Attempts have been made to pulverize and mix, mixing in a state where PHB is not melted but only PHBH is melted, and mixing by mixing dry polymer powder.
  • the method of dissolving and mixing in a solvent requires a very large amount of solvent for the dissolution and crystallization of PHBH, which increases the cost.
  • a method of mixing PHBH and PHB a method of recovering a mixed polymer by crystallization with methanol is also known, but in this method, due to the difference in solubility between the polymer and the crystal nucleating agent, it was uniformly dispersed. There is a possibility that crystallization is not performed in the state, and it is not practical.
  • the method of mixing the polymer after pulverization or the method of mixing the dry polymer powder it is difficult to uniformly mix the polymers, and the effect of the crystal nucleating agent is expected to be reduced.
  • the above mixing method cannot be expected to produce a mixing effect with fine particles.
  • processing above the melting point of PHB is required, but the melting point of general PHB is high, and as described above, thermal decomposition occurs at a temperature near the melting point. Therefore, when PHB is dispersed in PHBH, problems such as deterioration of PHB and PHBH due to heat and a decrease in molecular weight are unavoidable.
  • Patent Document 4 reports a technique in which microorganisms produce a mixture of PHBH and PHBH having a low copolymerization ratio of PHB or 3HH monomer by changing the carbon source during the culture.
  • Non-Patent Document 1 3HB and 3-hydroxyvaleric acid (hereinafter abbreviated as 3HV) copolyester P (3HB-co-3HV) (by culturing a specific vegetable oil and sodium valerate as a carbon source)
  • 3HV 3-hydroxyvaleric acid
  • PHB-co-3HV 3-hydroxyvaleric acid
  • these methods do not require separate production of a crystal nucleating agent component such as PHB, and have a great cost advantage.
  • the method of Patent Document 4 in which the carbon source is changed during the culturing, the culturing control is very difficult because two types of PHA are produced discontinuously, and the production is also difficult because the productivity is low. is there.
  • the method of Non-Patent Document 1 is not practical because the desired effect can be obtained only when a specific vegetable oil is used, and it is difficult to control the mixing amount ratio of two types of PHA.
  • Non-Patent Document 2 reports that the wild strain 61-3 of the genus Pseudomonas has genes encoding three PHA synthases. Of these three PHA synthases, two have a medium chain 3-hydroxyalkanoic acid as a substrate with a carbon chain length of 6 to 12, and the remaining one has only 3HB as a substrate. Therefore, when this 61-3 strain is cultured in a medium containing a fatty acid such as octanoic acid or dodecanoic acid, medium-chain PHA and PHB are co-produced intracellularly.
  • a medium containing a fatty acid such as octanoic acid or dodecanoic acid
  • Non-Patent Documents 3 and 4 when Pseudomonas olevorans that synthesizes medium chain PHA introduces genes encoding PHB synthase derived from various bacteria, medium chain PHA and PHB are co-produced in cells. Has been reported.
  • Non-Patent Document 5 reports that PHB and medium-chain PHA are co-produced in cells when a gene encoding a medium-chain PHA synthase derived from Allochromatium vinosum is introduced into Ralstonia eutropha that synthesizes PHB. ing.
  • JP-A-6-157878 Japanese National Patent Publication No. 8-510498 International Publication No. 2002/50156 JP 2004-250629 A
  • the object of the present invention is to improve the crystallization speed of a slow-crystallization PHA copolymer and to melt the PHA copolymer in processes such as injection molding, film molding, blow molding, fiber spinning, extrusion foaming, and bead foaming. It is to improve workability and improve productivity.
  • the present inventors have found that a gene encoding a PHA synthase that synthesizes a copolymer PHA such as PHBH, which is the main polymer, and a higher melting point that becomes a crystal nucleating agent.
  • the crystallization rate of the resulting PHA copolymer-containing resin is significantly improved by co-producing the above two PHA in the same cell using a microorganism having both genes encoding the PHA synthase that synthesizes PHA.
  • the present invention has been completed.
  • the first of the present invention is a gene encoding a PHA synthase derived from the genus Aeromonas that synthesizes copolymer PHA (A), and PHA (B) having a melting point different from that of copolymer PHA (A) by 10 ° C. or more.
  • a PHA mixed product comprising a step of simultaneously producing two or more types of PHA having different melting points of 10 ° C. or more in cells of the microorganism by culturing a microorganism having both genes encoding a PHA synthase that synthesizes It relates to a manufacturing method.
  • the copolymer PHA (A) is preferably a copolymer containing at least 3HB and 3HH as monomer units, and the resulting PHA mixture has at least two endothermic peaks between 85 and 180 ° C. in the DSC curve.
  • the endothermic peak at the highest temperature has a heat value of 0.2 to 20 J / g, or the DSC curve shows only one endothermic peak between 85 and 180 ° C, and the endothermic portion above 160 ° C
  • the calorific value is preferably 0.5 to 10 J / g.
  • the second of the present invention is to synthesize PHA (B), a gene encoding a PHA ⁇ synthase derived from Aeromonas genus, which synthesizes copolymer PHA (A), and a melting point different from that of copolymer PHA (A) by 10 ° C or more.
  • the present invention relates to a microorganism having both genes encoding PHA synthase.
  • the gene encoding PHA synthase derived from the genus Aeromonas that synthesizes copolymerized PHA (A) is a gene encoding a protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, or 85% or more of the amino acid sequence.
  • a gene encoding a protein having sequence homology and having PHA synthase activity is preferable, and the gene encoding PHA synthase that synthesizes PHA (B) is a biological species different from the genus Aeromonas. It is preferably a gene encoding a PHA synthase derived from the origin, more preferably a gene encoding a PHA synthase derived from the genus Cupriavidus, and encoding an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 derived from Cupriavidus necator A gene or a gene encoding a protein having a sequence homology of 85% or more to the amino acid sequence and having PHA synthase activity Even more preferred is.
  • the microorganism is preferably of the genus Cupriavidus, more preferably Cupriavidusnecator.
  • it has a gene encoding an R-form-specific enoyl-CoA hydratase, the expression of the gene encoding the R-form-specific enoyl-CoA hydratase is enhanced, or the phbA gene and / or A microorganism that has a bktB gene and suppresses the expression of the phbA gene and / or enhances the expression of the bktB gene is preferable.
  • the crystallization speed of a slow-crystallization PHA copolymer can be remarkably improved, and the PHA copolymer can be used in processes such as injection molding, film molding, blow molding, fiber spinning, extrusion foaming, and bead foaming. Melt processability or processing speed can be improved.
  • DSC curve measured for the PHA mixture obtained in Example 2 DSC curve measured for the PHA mixture obtained in Example 5 DSC curve measured for PHA obtained in Comparative Example 1
  • DSC curve measured for the PHA mixture obtained in Example 9 DSC curve measured after annealing for the PHA mixture obtained in Example 9
  • DSC curve measured for the PHA mixture obtained in Example 10 DSC curve measured after annealing for the PHA mixture obtained in Example 10 DSC curve measured for PHA obtained in Comparative Example 2
  • a microorganism having both of the encoded genes hereinafter referred to as “microorganism of the present invention”.
  • the gene encoding PHA synthase derived from the genus Aeromonas that synthesizes copolymerized PHA may be any gene that encodes PHA synthase derived from the genus Aeromonas and capable of synthesizing copolymerized PHA.
  • it is preferably a gene encoding a PHA synthase capable of synthesizing copolymer PHA containing at least 3HB and 3HH as monomer units, and PHA synthase capable of synthesizing PHBH, which is a copolymer of 3HB and 3HHH More preferably, it is a gene encoding.
  • a gene encoding such a PHA synthase for example, a gene encoding a PHA synthase derived from Aeromonas caviae or Aeromonas hydrophila is preferable, and a gene encoding a PHA synthase derived from Aeromonas caviae is more preferable.
  • a gene encoding PHA synthase derived from Aeromonas caviae a gene encoding a protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, or 85% or more, preferably 90% or more, more than the amino acid sequence,
  • a gene encoding a protein having a sequence homology of 95% or more and having PHA synthase activity can be mentioned.
  • a specific example of the gene encoding the protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is, for example, the gene described in SEQ ID NO: 2.
  • a gene encoding a protein having a sequence homology of 85% or more with respect to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 and having PHA synthase activity for example, the gene described in SEQ ID NO: 3 Is mentioned.
  • the microorganism of the present invention comprises a PHA (B) having a melting point different from the copolymer PHA (A) by 10 ° C. or more in addition to the gene encoding the PHA synthase derived from the genus Aeromonas that synthesizes the copolymer PHA (A). It is characterized by having genes encoding at least two types of PHA synthases, which are genes encoding PHA synthases.
  • the microorganism of the present invention includes, in addition to a gene encoding a PHA synthase derived from the genus Aeromonas that synthesizes the copolymer PHA (A) and a gene encoding a PHA synthase that synthesizes PHA (B). It may have a gene encoding the PHA synthase. Further, the microorganism of the present invention comprises a gene encoding a PHA synthase derived from the genus Aeromonas that synthesizes the copolymer PHA (A) and / or a gene encoding a PHA synthase that synthesizes PHA (B), You may have two or more in one cell.
  • copolymer PHA (A) and PHA (B) are not particularly limited as long as their melting points differ by 10 ° C. or more, but PHA (B) has a higher melting point than copolymer PHA (A). Is preferred.
  • the melting point of PHA (B) is preferably 165 ° C or higher, and more preferably 170 ° C or higher.
  • copolymer PHA (A) is the main polymer and PHA (B) can be a crystal nucleating agent for copolymer PHA (A).
  • Such PHA (B) may be copolymerized PHA or PHB which is a homopolymer.
  • PHA (B) When PHA (B) is a copolymerized PHA, PHA (B) may be PHBH, PHBV, or any other copolymer, but PHA (B) is a polymer unit. Those containing 95 mol% or more of 3HB are preferable, those containing 97 mol% or more of 3HB are more preferable, and those containing 3 mol of 3HB or more are more preferable. Particularly preferred as PHA (B) is PHB which is a homopolymer.
  • the gene encoding the PHA synthase capable of synthesizing the PHA (B) is not particularly limited.
  • a gene encoding a PHA synthase capable of synthesizing a high melting point copolymer PHA as PHA (B) includes a gene encoding a PHA synthase derived from Aeromonas caviae (for example, PhaC AC A505W).
  • PhaC AC A505W can synthesize copolymer PHA containing 99 mol% or more of 3HB.
  • there are many genes encoding PHA synthase that synthesizes PHB see, for example, Biopolymers Volume 3a, Polyesters I, Edited by Y.
  • Acinetobacter genus Aeromonas genus, Alcaligenes genus, Allochromatium genus, Azorhizobium genus, Azotobacter genus, Bacillus genus, Burkholderia genus, Caulobacter genus, Chromobacterium genus, Comamonas genus, Cupriavidus genus, Ectothiorhodosiella, , Paracoccus genus, Pseudomonas genus, Ralstonia genus, Rhizobium genus, Rhodobacter genus, Rhodococcus genus, Rhodospirillum genus, Rickettsia genus, Sinorhizobium genus, Sphingomonas genus, Synechocystis genus, Thiococcus gen
  • the gene encoding a PHA synthase that synthesizes PHA is preferably a gene encoding a PHA synthase derived from a species different from the genus Aeromonas, and encodes a PHA synthase derived from the genus Cupriavidus. More preferably a gene encoding a PHA synthase derived from Cupriavidus necator, a gene encoding a protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, or 85% or more of the amino acid sequence, preferably A gene encoding a protein having a sequence homology of 90% or more, more preferably 95% or more and having PHA synthase activity is particularly preferred. Examples of the gene encoding the protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 include the gene described in SEQ ID NO: 5 derived from Cupriavidus necator.
  • the host microorganism for having the genes encoding the above two types of PHA synthases is not particularly limited, and the genus Acinetobacter, Aeromonas, Alcaligenes, Allochromatium, Azorhizobium, Azotobacter, Bacillus Burkholderia sp The genus, Rhodospirillum genus, Rickettsia genus, Saccharomyces genus, Sinorhizobium genus, Sphingomonas genus, Synechocystis genus, Thiococcus genus, Thiocystis genus, Vibrio genus, Woutersia genus, Zoogloea genus, etc., among them Aeromonas genus, Alcaligenes genus More preferably, microorganisms belonging to the genus Cupriavidus, Escherichia, Pseudomonas, Ralstonia, etc.
  • At least two types of PHA synthesis a gene encoding PHA synthase derived from the genus Aeromonas that synthesizes copolymerized PHA (A) and a gene encoding PHA synthase that synthesizes PHA (B)
  • A genus Aeromonas that synthesizes copolymerized PHA
  • B a gene encoding PHA synthase that synthesizes PHA
  • the host microorganism since such a microorganism has not been found in nature, the host microorganism must be a gene encoding PHA ⁇ synthase derived from the genus Aeromonas that synthesizes copolymer PHA (A) or PHA (B It is necessary to introduce either or both of the genes coding for PHA synthase that synthesizes) using genetic recombination techniques.
  • a gene encoding a PHA synthase that synthesizes PHA (B) may be introduced into a microorganism belonging to the genus Aeromonas that originally has a gene encoding a PHA synthase that synthesizes copolymer PHA (A), Introducing a gene encoding a PHA synthase derived from the Aeromonas genus that synthesizes copolymer PHA (A) into a microorganism (eg Cupriavidusnecator) that has a gene encoding a PHA synthase that synthesizes PHA (B) such as PHB Also good.
  • a microorganism eg Cupriavidusnecator
  • a gene encoding PHA synthase derived from Aeromonas, which synthesizes copolymerized PHA (A), and a gene encoding PHA synthase, which synthesizes PHA (B), are introduced into any host microorganism. You may do it.
  • a gene encoding PHA synthase derived from the genus Aeromonas that synthesizes copolymer PHA (A) to any host microorganism, and PHA It is preferable to introduce both genes encoding PHA synthase that synthesize B), and in particular, genes encoding PHA synthase derived from the genus Aeromonas that synthesize copolymer PHA (A) to microorganisms belonging to the genus Cupriavidus And a gene encoding a PHA synthase that synthesizes PHB derived from a microorganism belonging to the genus Cupriavidus.
  • the gene encoding the PHA synthase originally possessed by the microorganism belonging to the genus Cupriavidus may be present as it is, may be destroyed or deleted, but is not destroyed or deleted and expressed. There is preferred.
  • the method for introducing the gene encoding the above PHA synthase is not particularly limited, and is a method of directly inserting or replacing the host chromosome, a method of introducing it onto a megaplasmid possessed by the host, or a plasmid, phage, phagemid, etc. Any of the formats that are arranged and introduced on the vector may be selected or used together. However, since the plasmid may drop out during culture, it encodes a gene encoding PHA ⁇ synthase from Aeromonas that synthesizes copolymer PHA (A) and PHA synthase that synthesizes PHA (B). It is preferred that either or both genes are inserted or replaced on the host chromosome.
  • insertion, substitution, and arrangement method known methods can be used.
  • a homologous recombination method or the like can be used to replace or insert the gene encoding the PHA synthase into the chromosome of the host microorganism.
  • the microorganism of the present invention is expressed upstream of a gene encoding a PHA synthase derived from the genus Aeromonas that synthesizes copolymer PHA (A) and a gene encoding a PHA synthase that synthesizes PHA (B). It is preferred to have an “expression control sequence” involved.
  • the “expression control sequence” here is specifically a DNA sequence that is located upstream of the initiation codon of a gene encoding PHA synthase and controls the transcription amount of the gene, or transcribed from the gene. It is a DNA sequence containing a DNA sequence that regulates the translation amount of messenger RNA (for example, an SD sequence (Shine Dalgarno sequence)) or both.
  • An expression control sequence originally present can be used, any expression control sequence existing in nature can be used, or an expression control sequence artificially constructed or modified may be used.
  • the gene encoding PHA synthase from Aeromonas that synthesizes copolymer PHA (A) and the gene encoding PHA synthase that synthesizes PHA (B) are contained in the same operon, expression It is also possible to share regulatory sequences.
  • the expression regulatory sequence used in the microorganism of the present invention is not particularly limited, and an expression regulatory sequence inherent in the host may be used as described above, or upstream of a gene encoding a PHA synthase.
  • the expression control sequences located in the above may be introduced together as they are, or in either or both of the genes encoding the PHA synthase to be introduced, a preferred expression control sequence is selected and ligated, and introduced into the host. May be.
  • the expression regulatory sequence of the gene encoding PHA synthase derived from the genus Aeromonas that synthesizes copolymerized PHA (A) is inherent in the host.
  • the PHA synthesizing the expression regulatory sequence of the gene encoding the PHA synthase that synthesizes PHA (B) based on the desired expression level and translation amount. It is preferable to select an enzyme capable of optimizing the intracellular abundance of the enzyme, introduce it linked to a gene encoding PHA synthase that synthesizes PHA (B), or insert it upstream.
  • the expression regulatory sequence of the gene encoding PHA synthase that synthesizes PHA (B) can be used regardless of whether it is naturally derived or modified, and is not particularly limited.
  • a promoter for controlling the transcription amount of a gene a lac promoter described in SEQ ID NO: 6 which is a promoter derived from E. coli, a trp promoter described in SEQ ID NO: 7, and a lacUV5 described in SEQ ID NO: 8 which is a modification thereof.
  • the tacI promoter described in SEQ ID NO: 9 the tacII promoter described in SEQ ID NO: 10
  • the tic promoter described in SEQ ID NO: 11 the trc promoter described in SEQ ID NO: 12, and the phaCAB operon promoter derived from Cupriavidus necator
  • These promoters are the sequence REP-SD described in SEQ ID NO: 16 which is the SD sequence of the phaC1 gene derived from Cupriavidusnecator, the sequence REP-SDM described in SEQ ID NO: 17 which is a modified version thereof, other known SD sequences and the like. By linking the sequences, it can be used as an expression regulatory sequence.
  • the promoter of the operon including four genes A1067, A1068, A1069, and phaJ4a derived from Cupriavidus necator and the expression regulatory sequence PJ4a described in SEQ ID NO: 18 consisting of the SD sequence of A1067, the promoter of the phaPCJ operon derived from Aeromonas caviae and Any other known expression control sequence such as the expression control sequence Pac described in SEQ ID NO: 19 comprising the SD sequence of phaP can also be used. Furthermore, an expression control sequence obtained by modifying the above expression control sequence by deletion, substitution, or insertion of a base can also be used.
  • the intracellular abundance of each PHA synthase is adjusted, and two types of copolymer PHA (A) and PHA (B) having a melting point different from that are copolymerized PHA (A).
  • PHA production and its ratio can be controlled. From the viewpoint of controlling the ratio of the two types of PHA produced with different melting points, the ratio of the abundance of each PHA synthase in the cell or the expression ratio of the gene encoding each PHA synthase can be adjusted. preferable.
  • the expression regulatory sequence of the gene encoding PHA synthase derived from Aeromonas genus that synthesizes copolymer PHA (A) and the expression regulatory sequence of the gene encoding PHA synthase that synthesizes PHA (B) It is preferable to select the combination.
  • Such a combination of expression control sequences can be selected in consideration of, for example, the strength of the promoter used, the enzyme activity of the target PHA synthase, the host metabolic system, and the like.
  • the copolymerized PHA (A) has 3HH as a monomer unit and the copolymerization ratio of the 3HH monomer is relatively high, specifically, the copolymerized PHA (A) has 8 mol% or more of 3HH monomer unit.
  • the content of PHA (B) is 0.1 to 20 with respect to the total amount of copolymer PHA (A) and PHA (B) in the produced PHA mixture for the reason described later. It is preferably controlled to be in the range of wt%.
  • the microorganism for obtaining such a PHA mixture is not particularly limited, but Cupriavidusnecator H16 in which a gene encoding PHA synthesizing enzyme derived from the genus Aeromonas that synthesizes copolymerized PHA (A) is inserted or replaced on the chromosome.
  • the strain is the host.
  • an expression regulatory sequence of a gene encoding a PHA synthase derived from the genus Aeromonas that synthesizes copolymerized PHA (A) an expression regulatory sequence consisting of REP and REP-SD originally possessed by Cupriavidus necator H16 strain is preferable.
  • the expression regulatory sequence of the gene encoding the PHA synthase that synthesizes PHA (B) is the above-mentioned lac promoter as a promoter, and a variant in which a mutation is introduced into the spacer sequence of the lac promoter (eg, lacN15 promoter, lacN16 promoter) , LacN17 promoter, lacN19 promoter, lacN20 promoter, lacN21 promoter), or REP promoter, and REP-SD as a SD sequence or a variant thereof, REP-SDM, or an expression regulatory sequence comprising PJ4a
  • an expression control sequence capable of controlling the intracellular abundance of PHA synthase to the same extent as those is preferable, and is expressed by an expression control sequence including DNA sequences represented by SEQ ID NOs: 6 and 16, SEQ ID NOs: 6 and 17
  • the expression intensity of the expression regulatory sequence of the gene encoding PHA synthase derived from Aeromonas genus that synthesizes copolymer PHA (A) and the expression regulatory sequence of the gene encoding PHA synthase that synthesizes PHA (B) Another combination in which the ratio of the expression intensities is approximately the same as the above preferable combination can also be preferably employed.
  • the microorganism used in order to produce a copolymer containing 8 mol% or more of 3HH monomer units as copolymer PHA (A), the microorganism used has a gene encoding the above two types of PHA synthases. In addition, it is preferable to use a microorganism that has been devised to increase the copolymerization ratio of the 3HH monomer in the resulting copolymerized PHA (A).
  • a method for enhancing the expression of a gene encoding an R-form-specific enoyl-CoA hydratase, or suppressing the expression of a phbA gene among genes encoding an enzyme having ⁇ -ketothiolase activity examples thereof include a method for enhancing the expression of the bktB gene.
  • the method for enhancing the expression of the gene encoding the R-form specific enoyl-CoA hydratase is not particularly limited. For example, when Cupriavidus necator is used as a host, the R-form specific enoyl-CoA hydratase present on the chromosome is used.
  • the copolymerization ratio of 3HH monomer in the copolymerized PHA (A) may be increased by changing culture conditions such as aeration stirring conditions and carbon sources.
  • the copolymerized PHA (A) has 3HH as a monomer unit and the copolymerization ratio of the 3HH monomer is not so high, specifically, the copolymerized PHA (A) has 3 mol% or more of the 3HH monomer unit at 8 mol.
  • the PHA (B) content is 3 for the total amount of copolymerized PHA (A) and PHA (B) in the PHA mixture produced for the reason described later. It is preferably controlled to be at least wt%.
  • the content of PHA (B) is high to some extent, so PHA synthesis to synthesize PHA (B)
  • PHA synthesis to synthesize PHA (B) It is preferable to use an expression regulatory sequence linked to a gene encoding an enzyme having a certain high expression intensity.
  • the microorganism for obtaining such a PHA mixture is not particularly limited, but Cupriavidus necator in which a gene encoding PHA synthase derived from the genus Aeromonas that synthesizes copolymerized PHA (A) is inserted or replaced on the chromosome. It is preferable to use H16 strain as a host.
  • an expression regulatory sequence of a gene encoding PHA synthase derived from Aeromonas genus that synthesizes copolymerized PHA (A)
  • an expression regulatory sequence consisting of REP and REP-SD originally possessed by Cupriavidusnecator H16 strain is preferable.
  • the expression regulatory sequence of the gene encoding PHA synthase that synthesizes PHA includes the above-mentioned expression regulatory sequence consisting of REP and REP-SD, or the expression regulatory sequence consisting of lacUV5 promoter and REP-SD, lac promoter And REP-SD expression regulatory sequence, tacI promoter and REP-SD expression regulatory sequence, or an expression regulatory sequence having equivalent expression activity is preferred, including the DNA sequences represented by SEQ ID NOs: 13 and 16
  • two types of PHA having different melting points of 10 ° C. or more are preferably produced in the cells at the same time, and the two types of PHA are recovered by recovering the PHA from the cells.
  • PHA blends containing can be manufactured.
  • Any carbon source can be used as a carbon source at the time of cultivation as long as the PHA-producing microorganism of the present invention can be assimilated.
  • sugars such as glucose, fructose and sucrose; palm oil and palm kernel oil , Oils such as corn oil, palm oil, olive oil, soybean oil, rapeseed oil, Jatropha oil and their fractionated oils, or refined byproducts thereof; fatty acids such as lauric acid, oleic acid, stearic acid, palmitic acid, myristic acid Their derivatives are preferred.
  • oil by-products such as PFAD (palm oil fatty acid distillate), PKFAD (palm kernel oil fatty acid distillate), and rapeseed oil fatty acid distillate.
  • the microorganism is preferably cultured using a medium containing the above carbon source, a nitrogen source that is a nutrient source other than the carbon source, inorganic salts, and other organic nutrient sources.
  • a nitrogen source that is a nutrient source other than the carbon source
  • inorganic salts include ammonia, urea, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium phosphate and other ammonium salts, as well as peptone, meat extract, yeast extract and the like.
  • inorganic salts include potassium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride and the like.
  • other organic nutrient sources include amino acids such as glycine, alanine, serine, threonine, and proline, and vitamins such as vitamin B1, vitamin B12, and vitamin C.
  • the conditions such as culture temperature, culture time, culture pH, medium, etc. may be culture conditions normally used for the microorganisms to be used.
  • the method for recovering the PHA mixture from the microbial cells is not particularly limited, and can be performed by the following method, for example.
  • the cells are separated from the culture solution with a centrifuge, and the cells are washed with distilled water, methanol, or the like and dried.
  • a PHA mixture is extracted from the dried cells using an organic solvent such as chloroform.
  • organic solvent such as chloroform.
  • insoluble matter derived from the cells is removed by filtration or the like, and a poor solvent such as methanol or hexane is added to the filtrate to precipitate the PHA mixture. Further, the supernatant is removed by filtration and centrifugation, and dried to recover the PHA mixture.
  • the PHA mixture produced according to the present invention contains at least two types of PHA having melting points of 10 ° C. or more.
  • PHA with a low melting point is a copolymerized PHA (A) synthesized by PHA synthase derived from the genus Aeromonas
  • PHA with a higher melting point is PHA (B) synthesized by another PHA synthase.
  • the copolymer PHA (A) having a lower melting point is the main polymer
  • the PHA (B) having a higher melting point is the crystal nucleating agent.
  • the copolymer PHA (A) is preferably a copolymer containing 3HH and 3HB as monomer units.
  • PHA (B) may be copolymerized PHA or PHB which is a homopolymer.
  • PHA (B) is a copolymerized PHA, those containing 95 mol% or more of 3HB as polymer units are preferred, those containing 97 mol% or more of 3HB are more preferred, and PHA containing 99 mol% or more of 3HB is more preferred.
  • Particularly preferred as PHA (B) is PHB.
  • the melting point of PHA (B) is preferably 165 ° C. or higher, more preferably 170 ° C. or higher.
  • a mixture of two or more PHA having different melting points is obtained by, for example, a precipitation method using chloroform as described in Patent Document 3 or differential scanning calorimetry described later.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the crystallization state of PHA may change depending on the thermal history of the purification process, processing process, etc., and the temperature and time during storage, so when evaluating by DSC, from the viewpoint of minimizing these effects It is preferable to measure the measurement object promptly in an unprocessed state.
  • the copolymer PHA (A) is a copolymer containing 8 mol% or more of 3HH monomer units, its melting point is generally 130 ° C or less, and the difference in melting point from the other PHA (B) is large. Therefore, evaluation by the DSC becomes easy. Generally, PHA shows an endothermic peak derived from its melting point between 85 and 180 ° C. in the DSC curve.
  • the copolymer PHA (A) is a copolymer containing 8 mol% or more of 3HH monomer units, and PHA (B) is PHB
  • the copolymer PHA (A) and PHA ( B) often shows two endothermic peaks that are clearly different between 85 and 180 ° C., for example, as typified by FIG.
  • the content of the high melting point PHA is extremely small, the endothermic peak derived from it may not be clearly confirmed.
  • the amount of PHA (B) relative to the total amount of copolymerized PHA (A) and PHA (B) in the PHA mixture The lower limit is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.5% by weight or more, still more preferably 1% by weight or more, particularly preferably 1.2% by weight or more, and 2% by weight. % Or more is particularly preferable.
  • the upper limit of the amount of the PHA (B) is preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, further preferably 12% by weight or less, and 9% by weight or less. It is particularly preferred that it is 7% by weight or less.
  • the lower limit value of the endothermic peak on the highest temperature side in the DSC curve is generally 0.2 J / g or more, more preferably 0.5 J / g or more.
  • the upper limit of the amount of heat is generally 20 J / g or less, more preferably 18 J / g or less Further, it can be confirmed that it is preferably 15 J / g or less, particularly preferably 12 J / g or less, and particularly preferably 8 J / g or less.
  • the copolymer PHA (A) is a copolymer containing less than 8 mol% of 3HH monomer units, its melting point is relatively high, and the difference in melting point from the other PHA (B) is small.
  • endothermic peaks derived from the melting point overlap and as shown in FIG. 4, there may be an apparent single endothermic peak between 85 and 180 ° C. Even in that case, the fact that two PHA having different melting points can be produced can be judged by whether or not there is an endothermic part at a part higher than 160 ° C.
  • the endothermic peak in the DSC curve ends at a temperature lower than 160 ° C. as shown in FIG.
  • PHA high melting point
  • the endothermic peak in the DSC curve ends at a temperature higher than 160 ° C. because the melting point of PHB is 165 ° C. or higher (FIG. 4). And 6).
  • the lower limit of the endothermic amount at a temperature higher than 160 ° C. is preferably 0.3 J / g or more, 0.4 J / g or more More preferably, it is 0.5 J / g or more, even more preferably 1.5 J / g or more, and particularly preferably 3 J / g or more.
  • the upper limit of the endothermic amount is preferably 15 J / g or less, more preferably 13 J / g or less, further preferably 12 J / g or less, and 10 J / g or less. Is even more preferable, and it is particularly preferably 8 J / g or less.
  • PHA (B) is the copolymerized PHA (A) and PHA (B) in the PHA mixture It is preferably contained in an amount of 3% by weight or more, more preferably 5% by weight or more, further preferably 10% by weight or more, and more preferably 12% by weight or more. It is particularly preferable. If the amount of PHA (B) is too small, the effect as a crystal nucleating agent cannot be obtained.
  • the upper limit of the content of PHA (B) is not particularly limited. However, it is usually 50% by weight or less, preferably 40% by weight or less, and more preferably 30% by weight or less. Furthermore, in specific molding conditions such as in the case of sheet molding, it may be particularly preferable that the content be 20% by weight or less.
  • the PHA (B) content in the PHA mixture can be estimated with higher accuracy.
  • a PHA mixture that apparently shows only a single endothermic peak between 85 ° C and 180 ° C in DSC when annealing is not performed after DSC is annealed at 160 ° C for 30 minutes, when this is done, as shown in FIG. 5, two peaks clearly appear at about 160 ° C. as a boundary.
  • the endothermic peak on the high melting point side is an endothermic peak derived from PHA (B), and the proportion of PHA (B) in the PHA mixture can be estimated from the amount of heat.
  • the lower limit value of the endothermic peak on the high melting point side that appears by annealing is 1.0 J / g or more
  • it is 1.5 J / g or more, more preferably 2 J / g or more, and particularly preferably 2.5 J / g or more.
  • the upper limit of the amount of heat is preferably 13 J / g or less, more preferably 10 ⁇ J / g or less, further preferably 9 J / g or less, and 7 J / g or less.
  • the lower limit of the heat value of the endothermic peak on the high melting point side that appears by annealing treatment is 2 It is preferably at least J / g, more preferably at least 3 J / g, even more preferably at least 4 J / g, particularly preferably at least 8 J / g.
  • the lower limit of the amount of heat is preferably 40 J / g or less, more preferably 37 J / g or less, even more preferably 35 J / g or less, and 30 J / g or less. Is particularly preferred.
  • the molecular weight of PHA produced in the present invention is not particularly limited, but in any of the copolymer PHA (A) and PHA (B), in many applications, from the viewpoint of melt processability, the weight average molecular weight is 300,000 to 300. It is preferably 10,000, more preferably 400,000 to 2.5 million, and still more preferably 500,000 to 2,000,000. If the weight average molecular weight of PHA is less than 300,000, mechanical properties such as strength may be insufficient, and if it exceeds 3 million, moldability may be inferior. However, the weight average molecular weight is preferably about 100,000 to 200,000 depending on the application.
  • the PHA mixture produced according to the present invention has an improved crystallization rate, but other additives such as antioxidants, ultraviolet absorbers, colorants such as dyes and pigments, plasticizers, lubricants, An inorganic filler, an antistatic agent, an antifungal agent, an antibacterial agent, a foaming agent, a flame retardant, and the like can be contained as necessary. Moreover, you may contain another crystal nucleating agent.
  • a molded body can be produced by molding the resin composition obtained as described above.
  • the molding method may be a conventionally known method, and examples thereof include injection molding, film molding, blow molding, fiber spinning, extrusion foaming, and bead foaming.
  • the PHA mixture obtained by the production method of the present invention not only has an improved crystallization speed, but also has a copolymer PHA as a main polymer and a high melting point PHA as a crystal nucleating agent dispersed at a molecular level. Therefore, compared to the case where the copolymerized PHA and the high melting point PHA used as the crystal nucleating agent are individually produced and blended, not only can the crystal nucleating agent be finely dispersed by a simpler method, but also at a lower temperature. For example, it can be molded at a temperature of 170 ° C. or lower.
  • the molded body can be used for various containers, packaging materials, agricultural and horticultural films, medical materials, and the like.
  • the methods for breeding strains, analyzing the monomer composition of PHA, analyzing the PHA mixing ratio in the PHA mixture, evaluating crystallization, and measuring the solidification time are as follows.
  • the genetic manipulation in this example can be performed by the method described in Molecular Cloning (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989).
  • enzymes, cloning hosts, etc. used for gene manipulation can be purchased from market suppliers and used according to the instruction manual.
  • the enzyme used in this example is not particularly limited as long as it can be used for gene manipulation.
  • PHA monomer composition analysis The monomer composition analysis of the obtained PHA was measured by gas chromatography. To about 20 mg of the obtained PHA or a mixture thereof, 2 ml of a sulfuric acid-methanol mixture (15:85) and 2 ml of chloroform were added and sealed, and heated at 100 ° C. for 140 minutes for methyl esterification. After cooling, 1.5 g of sodium bicarbonate was added little by little to neutralize it, and the mixture was allowed to stand until the generation of carbon dioxide gas stopped.
  • the mixture was centrifuged and the composition of 3HB methyl ester and 3HH methyl ester in the supernatant was analyzed by capillary gas chromatography to calculate the 3HH monomer ratio.
  • the gas chromatograph used was Shimadzu Corporation GC-17A, and the capillary column used was GL Science's NEUTRA BOND-1 (column length 25 m, column inner diameter 0.25 mm, liquid film thickness 0.4 ⁇ m). He was used as the carrier gas, the column inlet pressure was 100 kPa, and 1 ⁇ l of the sample was injected.
  • the temperature was raised from the initial temperature of 100 ° C. to 200 ° C. at a rate of 8 ° C./min, and further from 200 ° C. to 290 ° C. at a rate of 30 ° C./min.
  • DSC In DSC, 2 to 5 mg of PHA was heated from 5 to 190 ° C. at a rate of 10 ° C./min to obtain a DSC curve.
  • the melting point indicated by the main endothermic peak on the low temperature side (the maximum peak excluding the peak on the highest temperature side when three or more peaks are observed between 85 and 180 ° C) is Tm1
  • the highest temperature side The melting point indicated by the endothermic peak is Tm2.
  • the content of PHB corresponding to PHA (B) indicated by the endothermic peak calorific value on the high temperature side was estimated by comparing the endothermic peak calorie on the high temperature side measured by the above method with a separately prepared calibration curve.
  • the method for creating a calibration curve is shown below.
  • PHB having a melting point of 170 ° C. or higher was produced using Cupriavidus necator H16 strain in the same manner as in Example 1 described later.
  • PHBH having a melting point of 130 ° C. or lower was produced using the KNK-631 strain described in JP-A-2013-9627 in the same manner as in Example 1.
  • the obtained PHB and PHBH were mixed, and a PHBH / PHB mixed product in which a co-product was simulated in the following manner was produced as follows. First, PHB and PHBH were each dissolved in chloroform at a concentration of 10 g / L to obtain respective polymer solutions. Next, each polymer solution was mixed so that the weight ratio of PHB to PHBH was 1:99.
  • PHBH / PHB blends having a weight ratio of PHB to PHBH of 3:97, 5:95, 7:93, and 10:90 were obtained.
  • DSC was performed on the obtained 5 types of PHBH / PHB mixed products, and the endothermic peak calorific value on the high temperature side was measured.
  • a calibration curve for estimating the PHB content in the PHA mixture was prepared from the endothermic peak calorific value on the high temperature side of the obtained results.
  • the content of PHB contained in the PHA mixture was estimated by comparing the heat of fusion of the part higher than 160 ° C. measured by the above method with a separately prepared calibration curve.
  • the method for creating a calibration curve is shown below.
  • PHB was produced using Cupriavidus necator H16 strain in the same manner as in Example 1 described later.
  • PHBH was produced using the KNK-005 strain described in US7384766.
  • the obtained PHB and PHBH were mixed, and a PHBH / PHB mixed product in which a co-product was simulated in the following manner was produced as follows.
  • PHB and PHBH were each dissolved in chloroform at a concentration of 10 g / L to obtain respective polymer solutions.
  • each polymer solution was mixed so that the weight ratio of PHB to PHBH was 10:90.
  • 100 ml of the mixed polymer solution was gently added with stirring.
  • the precipitated polymer was separated by filtration and dried at 60 ° C. to obtain a PHBH / PHB mixture.
  • PHBH / PHB blends having a weight ratio of PHB to PHBH of 7:93, 15:85, and 20:80 were obtained.
  • DSC was performed on the obtained four types of PHBH / PHB mixed products, and the heat of fusion at a part higher than 160 ° C. was measured.
  • a calibration curve for estimating the PHB content in the PHA mixture was prepared from the heat of fusion of the part higher than 160 ° C in the obtained results.
  • Crystallization of the obtained PHA was evaluated by measuring using a differential scanning calorimeter. In differential scanning calorimetry, obtained when 2-5 mg of PHA is heated from 5 ° C to 170 ° C at 10 ° C / min and held for 5 minutes, then cooled from 170 ° C to 5 ° C at 10 ° C / min. The ease of crystallization was evaluated from the crystallization peak temperature (Tc) and the crystallization exotherm (Hc) in the obtained exothermic curve. The higher the crystallization peak temperature (Tc) and the greater the crystallization exotherm (Hc), the better the crystallization.
  • Tc crystallization peak temperature
  • Hc crystallization exotherm
  • the solidification time of the obtained PHA was measured using a small kneader (Xplore 5cc Micro-Compounder manufactured by DSM). Cylinder set temperature 150 ° C. (Examples 1 to 3, 6, Comparative Example 1) or 170 ° C. (Examples 9 to 11 and Comparative Example 2) of a small kneader, 3 minutes at a screw speed of 100 rpm (Examples 1 to 3, 6, Comparative Example 1) or 1 minute (Examples 9 to 11, Comparative Example 2) After melt-kneading, the melted strand PHA was discharged from a nozzle having a diameter of 3 mm, and the strand PHA was immediately removed.
  • a small kneader Xplore 5cc Micro-Compounder manufactured by DSM. Cylinder set temperature 150 ° C. (Examples 1 to 3, 6, Comparative Example 1) or 170 ° C. (Examples 9 to 11 and Comparative Example 2) of a small kn
  • Solidification time is the time required for the strands to solidify completely when immersed in a hot water bath at 0 ° C. (Examples 1 to 3, 6 Comparative Example 1) or 50 ° C. (Examples 9 to 11 and Comparative Example 2). It was. The shorter the solidification time, the faster the crystallization and the better the solidification property.
  • PCR was performed using the two kinds of DNA fragments obtained by the above PCR as templates and the DNAs represented by SEQ ID NO: 20 and SEQ ID NO: 23 as primers, and the obtained DNA fragments were digested with the restriction enzyme SmiI.
  • This DNA fragment was ligated with a DNA fragment obtained by digesting the vector pNS2X-sacB described in JP-A-2007-259708 with SmiI using DNA ligase (Ligation High, manufactured by Toyobo), upstream of the phaZ6 structural gene and A gene disruption plasmid pNS2X-phaZ6 (-+) having a downstream DNA sequence was prepared.
  • the gene disruption plasmid pNS2X-phaZ6 (-+) which was prepared as a gene disruption strain, was introduced into Escherichia coli S17-1 strain (ATCC47055), and KNK-005 strain (see US7384766) and Nutrient Agar medium (DIFCO) (Made by Co., Ltd.) was mixed and cultured to transfer the conjugation.
  • the KNK-005 strain is a strain having a gene encoding the PHA synthase described in SEQ ID NO: 3 as a host and the C. necator H16 strain.
  • KNK-005 ⁇ phaZ6 strain is a strain having a full-length deletion of the phaZ6 gene on the chromosome and a gene encoding the PHA synthase described in SEQ ID NO: 3 on the chromosome.
  • a plasmid for gene replacement was prepared for the purpose of disrupting the phaZ1 gene.
  • PCR was performed using the genomic DNA of the C. necator H16 strain as a template and the DNAs shown in SEQ ID NO: 24 and SEQ ID NO: 25 as primers.
  • KOD-plus was used as the polymerase.
  • PCR was performed using the DNAs represented by SEQ ID NO: 26 and SEQ ID NO: 27 as primers.
  • PCR was performed using the two kinds of DNA fragments obtained by the above PCR as templates and the DNAs represented by SEQ ID NO: 24 and SEQ ID NO: 27 as primers, and the obtained DNA fragments were digested with the restriction enzyme SmiI.
  • This DNA fragment is ligated with a DNA fragment obtained by digesting pNS2X-sacB with SmiI using DNA ligase to create a plasmid pNS2X-phaZ1 (-+) for gene disruption having DNA sequences upstream and downstream of the phaZ1 structural gene did.
  • KNK-005 ⁇ phaZ1,6 strain is a strain having a full-length deletion of the phaZ1 and phaZ6 genes on the chromosome and a gene encoding the PHA synthase described in SEQ ID NO: 3 on the chromosome.
  • a plasmid for gene replacement was prepared for the purpose of disrupting the phaZ2 gene.
  • PCR was performed using the genomic DNA of the C. necator H16 strain as a template and the DNAs shown in SEQ ID NO: 28 and SEQ ID NO: 29 as primers.
  • KOD-plus was used as the polymerase.
  • PCR was performed using the DNAs represented by SEQ ID NO: 30 and SEQ ID NO: 31 as primers.
  • PCR was performed using the two kinds of DNA fragments obtained by the above PCR as templates and the DNAs shown in SEQ ID NO: 28 and SEQ ID NO: 31 as primers, and the obtained DNA fragments were digested with the restriction enzyme SmiI.
  • This DNA fragment is ligated with a DNA fragment obtained by digesting pNS2X-sacB with SmiI using DNA ligase to create a plasmid pNS2X-phaZ2 (-+) for gene disruption having DNA sequences upstream and downstream of the phaZ2 structural gene did.
  • the phaZ2 gene was disrupted using pNS2X-phaZ2 (-+) with the KNK-005 ⁇ phaZ1,6 strain as the parent strain.
  • the obtained strain was named KNK-005 ⁇ phaZ1,2,6 strain.
  • the KNK-005 ⁇ phaZ1,2,6 strain has a full-length deletion of the phaZ1 and phaZ6 genes on the chromosome, a deletion from the 16th codon to the stop codon of the phaZ2 gene, and the chromosome described in SEQ ID NO: 3
  • PCR was performed using the DNAs represented by SEQ ID NO: 36 and SEQ ID NO: 37 as primers. PCR was performed using the three types of DNA fragments obtained by the above PCR as templates and the DNAs shown in SEQ ID NO: 32 and SEQ ID NO: 35 as primers, and the resulting fragments were digested with SmiI.
  • This DNA fragment is ligated with a DNA fragment obtained by digesting pNS2X-sacB with SmiI using DNA ligase, a DNA sequence upstream from the phaJ4b structural gene, an expression regulatory sequence consisting of a phaC1 promoter and a phaC1SD sequence, and a phaJ4b structural gene sequence Plasmid pNS2X-sacB + phaJ4bU-REP-phaJ4b having DNA was prepared.
  • the expression control sequence was inserted upstream of the phaJ4b gene using pNS2X-sacB + phaJ4bU-REP-phaJ4b using the NK005 ⁇ phaZ1,2,6 strain obtained in Production Example 1 as the parent strain in the same manner as in the gene disruption described above.
  • the obtained strain was named KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 strain.
  • the KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 strain has a full-length deletion of the phaZ1 and phaZ6 genes on the chromosome, a deletion from the 16th codon to the stop codon of the phaZ2 gene, and phaC11 directly upstream of the phaJ4b gene.
  • a strain having an expression regulatory sequence comprising a promoter (REP) and a phaC1SD sequence (REP-SD) and having a gene encoding the PHA synthase described in SEQ ID NO: 3 on the chromos
  • PCR was performed using genomic DNA of the C. necator H16 strain as a template and DNAs represented by SEQ ID NO: 38 and SEQ ID NO: 39 as primers, and the resulting DNA fragment was digested with EcoRI and SpeI.
  • KOD-plus was used as the polymerase.
  • This DNA fragment was ligated with a DNA fragment obtained by digesting the pCUP2 vector described in JP-A-2007-259708 with MunI and SpeI using DNA ligase, an expression regulatory sequence comprising a phaC1 promoter and a phaC1SD sequence, and a phaC Re structure
  • a PHB production plasmid pCUP2-REP-phaC Re having a gene sequence was prepared.
  • PCR was performed using genomic DNA of C. necator H16 strain as a template and DNAs represented by SEQ ID NO: 40 and SEQ ID NO: 41 as primers. Similarly, PCR was performed using the DNAs represented by SEQ ID NO: 39 and SEQ ID NO: 42 as primers. PCR was performed using the two types of DNA fragments obtained by the above PCR as templates and the DNAs represented by SEQ ID NO: 39 and SEQ ID NO: 40 as primers, and the resulting DNA fragments were digested with MunI and SpeI. As the polymerase, KOD-plus was used.
  • This DNA fragment was ligated with a DNA fragment obtained by digesting the pCUP2 vector with MunI and SpeI using DNA ligase, and the expression regulatory sequence PJ4a and the PHB production plasmid pCUP2-PJ4a-phaC Re having the phaC Re structural gene sequence were obtained. Produced.
  • PCR was performed using genomic DNA of the C. necator H16 strain as a template and DNAs represented by SEQ ID NO: 39 and SEQ ID NO: 43 as primers, and the obtained DNA fragment was digested with MunI and SpeI.
  • KOD-plus was used as the polymerase.
  • This DNA fragment is ligated with a DNA fragment obtained by digesting the pCUP2 vector with MunI and SpeI using DNA ligase, and an expression regulatory sequence consisting of the phaC1SD sequence (REP-SD), and for PHB production having the phaC Re structural gene sequence Plasmid pCUP2-SD-phaC Re was constructed.
  • PCR was performed using pCR (R) 2.1-TOPO (R) (manufactured by Invitrogen) as a template, DNAs represented by SEQ ID NO: 44 and SEQ ID NO: 45 as primers, and the obtained DNA fragment was digested with MunI.
  • KOD-plus was used as the polymerase.
  • This DNA fragment is ligated with a DNA fragment obtained by digesting pCUP2-SD-phaC Re with MunI using DNA ligase, and an expression regulatory sequence consisting of a lac promoter and a phaC1SD sequence, and for PHB production having a phaC Re structural gene sequence Plasmid pCUP2-Plac-phaC Re was prepared.
  • KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 strain was cultured overnight in Nutrient Broth medium.
  • 0.5 ml of the obtained culture solution was inoculated into 100 ml of Nutrient Broth medium and cultured at 30 ° C. for 3 hours.
  • the obtained culture broth was quickly cooled on ice, and the cells were collected and washed thoroughly with ice-cooled distilled water, and the obtained cells were suspended in 2 ml of distilled water.
  • the cell solution was mixed with each plasmid solution and injected into a cuvette for electroporation.
  • Electroporation was performed using a MicroPulser electroporator (manufactured by Bio-Rad) under the conditions of a voltage of 1.5 kV, a resistance of 800 ⁇ , and a current of 25 ⁇ F. After electroporation, the bacterial cell solution was recovered, 5 ml of Nutrient Broth medium was added, and the mixture was cultured at 30 ° C. for 3 hours. The obtained culture broth was applied to a Nutrient Agar medium containing 100 mg / l kanamycin sulfate. After culturing at 30 ° C. for 3 days, a strain into which each plasmid was introduced was obtained from the obtained colonies.
  • the obtained strains were KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaC Re strain, KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-PJ4a-phaC Re strain, KNK-005 It was named REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaC Re strain.
  • PCR was performed using plasmid pKK388-1 (manufactured by CLONTECH) as a template and DNAs represented by SEQ ID NO: 50 and SEQ ID NO: 51 as primers. PCR was performed using the three types of DNA fragments obtained by the above PCR as templates and the DNAs shown in SEQ ID NO: 46 and SEQ ID NO: 49 as primers, and the resulting fragments were digested with SmiI.
  • This DNA fragment was ligated with a DNA fragment obtained by digesting pNS2X-sacB with SmiI using DNA ligase, a DNA sequence upstream of the phaJ4a structural gene, an expression regulatory sequence consisting of a trp promoter and a phaC1SD sequence, and a phaJ4a structural gene sequence Plasmid pNS2X-sacB + phaJ4aU-trp-phaJ4a having DNA was prepared.
  • KNK-005 Ptrp-phaJ4a ⁇ phaZ1,2,6 strain has a full-length deletion of the phaZ1 and phaZ6 genes on the chromosome, a deletion from the 16th codon to the stop codon of the phaZ2 gene, and trp immediately upstream of the phaJ4a gene.
  • a strain having an expression regulatory sequence comprising a promoter and a phaC1SD sequence and having a gene encoding the PHA synthase described in SEQ ID NO: 3 on the chromosome.
  • a plasmid for DNA insertion was prepared for the purpose of introducing a gene expression cassette for PHB production into the region lacking the phaZ1 gene of KNK-005 Ptrp-phaJ4a phaZ1,2,6 strain.
  • PCR was performed using genomic DNA of the C. necator H16 strain as a template and DNAs represented by SEQ ID NO: 24 and SEQ ID NO: 52 as primers.
  • SEQ ID NO: 24 and SEQ ID NO: 52 As the polymerase, KOD-plus was used.
  • PCR was performed using the DNAs represented by SEQ ID NO: 27 and SEQ ID NO: 53 as primers.
  • PCR was performed using the two kinds of DNA fragments obtained by the above PCR as templates and using the DNAs shown in SEQ ID NO: 24 and SEQ ID NO: 27 as primers, and the resulting fragments were digested with SmiI.
  • This DNA fragment was ligated with a DNA fragment obtained by digesting pNS2X-sacB with SmiI using DNA ligase, a DNA sequence upstream from the phaZ1 structural gene, a DNA sequence described in SEQ ID NO: 62, and a DNA downstream from the phaZ1 structural gene
  • a plasmid pNS2X-sacB-dZ1UL for DNA insertion having the sequence was prepared.
  • An expression cassette was inserted.
  • the obtained strain was named KNK-005Ptrp-phaJ4a ⁇ phaZ1 :: PJ4a-phaC Re ⁇ phaZ2,6 strain.
  • KNK-005 Ptrp-phaJ4a ⁇ phaZ1 :: PJ4a-phaC Re ⁇ phaZ2,6 strain has a full-length deletion of the phaZ1 and phaZ6 genes on the chromosome, deleted from the 16th codon to the stop codon of the phaZ2 gene, and phaJ4a
  • An expression regulatory sequence consisting of a trp promoter and a phaC1SD (REP-SD) sequence is inserted immediately upstream of the gene, and PJ4a and phaC Re structural gene sequences, which are expression regulatory sequences, are inserted in the region lacking the phaZ1 gene, Is a strain having a gene encoding the PHA synthase described in SEQ ID NO: 3.
  • the obtained fragment was digested with EcoRI and SpeI, and pNS2X-sacB-dZ1UL was ligated with a DNA fragment obtained by digesting pNS2X-sacB-dZ1UL with MunI and SpeI using DNA ligase, and the DNA sequence upstream from the phaZ1 structural gene, lac promoter and phaC1SD ( A plasmid pNS2X-sacB-dZ1UL-Plac-phaC Re for DNA insertion having an expression regulatory sequence consisting of (REP-SD), a phaC Re structural gene sequence, and a DNA sequence downstream from the phaZ1 structural gene was prepared.
  • KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1 Plac-phaC Re ⁇ phaZ2,6 strain has a full-length deletion of phaZ1 and phaZ6 genes on the chromosome, deletion from the 16th codon to the stop codon of phaZ2 gene, and phaJ4b
  • An expression regulatory sequence consisting of the REP promoter and phaC1SD (REP-SD) sequence is inserted immediately upstream of the gene, and the lac promoter, phaC1SD (REP-SD) sequence, and phaC Re structural gene sequence are inserted in the region where the phaZ1 gene is deleted.
  • the resulting fragment was digested with MunI and SpeI, and ligated with DNA fragments obtained by digesting pNS2X-sacB-dZ1UL with MunI and SpeI using DNA ligase, and consisted of a DNA sequence upstream from the phaZ1 structural gene, REP-SDM Plasmid pNS2X-sacB-dZ1UL-SDM-phaC Re for DNA insertion having an expression regulatory sequence, a phaC Re structural gene sequence, and a DNA sequence downstream from the phaZ1 structural gene was prepared.
  • PCR was performed using pCUP2-Plac-phaC Re as a template and DNAs represented by SEQ ID NO: 44 and SEQ ID NO: 65 as primers. Similarly, PCR was performed using the DNAs represented by SEQ ID NO: 66 and SEQ ID NO: 45 as primers. PCR was performed using the two types of DNA fragments obtained by the above PCR as templates and the DNAs shown in SEQ ID NO: 44 and SEQ ID NO: 45 as primers, and the resulting fragments were digested with MunI.
  • This DNA fragment is ligated with a DNA fragment obtained by digesting pNS2X-sacB-dZ1UL-SDM-phaC Re with MunI using DNA ligase, and an expression consisting of a DNA sequence upstream from the phaZ1 structural gene, lacN15 promoter and REP-SDM
  • KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1 PlacN15SDM-phaC Re ⁇ phaZ2,6 strain has a full-length deletion of the phaZ1 and phaZ6 genes on the chromosome, a deletion from the 16th codon to the stop codon of the phaZ2 gene, and phaJ4b
  • An expression regulatory sequence consisting of a REP promoter and a phaC1SD (REP-SD) sequence is inserted immediately upstream of the gene, and a lacN15 promoter, a REP-SDM sequence, and a phaC Re structural gene sequence are inserted into a region where the phaZ1 gene is deleted,
  • PCR was performed using the two types of DNA fragments obtained by the above PCR as templates and the DNAs shown in SEQ ID NO: 44 and SEQ ID NO: 45 as primers, and the resulting fragments were digested with MunI.
  • This DNA fragment is ligated with a DNA fragment obtained by digesting pNS2X-sacB-dZ1UL-SDM-phaC Re with MunI using DNA ligase, and an expression consisting of a DNA sequence upstream from the phaZ1 structural gene, lacN19 promoter and REP-SDM
  • a plasmid for DNA insertion pNS2X-sacB-dZ1UL-PlacN19SDM-phaC Re having a regulatory sequence, a phaC Re structural gene sequence, and a DNA sequence downstream from the phaZ1 structural gene was prepared.
  • KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1 PlacN19SDM-phaC Re ⁇ phaZ2,6 strain has a full-length deletion of the phaZ1 and phaZ6 genes on the chromosome and a deletion from the 16th codon to the stop codon of the phaZ2 gene.
  • REP-SD phaC1SD
  • Example 1 Production of PHA mixture by KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaC Re strain
  • KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2 obtained in Production Example 6 -Plac-phaC Re strain was cultured and purified under the following conditions to produce a PHA mixture.
  • the 3HH monomer ratio of the obtained PHA mixture was 10.1 mol%.
  • the endothermic peak heat quantity on the high temperature side was 2.2 J / g.
  • the composition of the seed medium is 1% (w / v) meat extract, 1% (w / v) bactotryptone, 0.2% (w / v) yeast extract, 0.9% (w / v) phosphoric acid Disodium hydrogen 12 hydrate, 0.15% (w / v) potassium dihydrogen phosphate, 50 ⁇ g / L kanamycin, pH 6.8.
  • the composition of the preculture medium is 1.1% (w / v) disodium hydrogen phosphate dodecahydrate, 0.19% (w / v) potassium dihydrogen phosphate, 1.29% (w / v) Ammonium sulfate, 0.1% (w / v) magnesium sulfate heptahydrate, 0.5% (v / v) trace metal salt solution (1.6% (w / v) iron chloride (II in 0.1N hydrochloric acid) ) Hexahydrate, 1% (w / v) calcium chloride dihydrate, 0.02% (w / v) cobalt chloride hexahydrate, 0.016% (w / v) copper sulfate pentahydrate Product, 0.012% (w / v) nickel chloride hexahydrate dissolved), 50 ⁇ g / L kanamycin.
  • palm double olein oil was used at a concentration of 2.5% (w / v).
  • the composition of the PHA production medium was 0.578% (w / v) disodium hydrogen phosphate dodecahydrate, 0.101% (w / v) potassium dihydrogen phosphate, 0.437% (w / v ) Ammonium sulfate, 0.15% (w / v) magnesium sulfate heptahydrate, 0.75% (v / v) trace metal salt solution (1.6% (w / v) iron chloride in 0.1N hydrochloric acid ( II) Hexahydrate, 1% (w / v) calcium chloride dihydrate, 0.02% (w / v) cobalt chloride hexahydrate, 0.016% (w / v) copper sulfate penta Hydrate, 0.012% (w / v) nickel chloride hexahydrate dissolved).
  • Carbon source is Palm Fatty Acid Distillate (PFAD; MALAYSIAN BIOTECHNOLOGY CORPORATION SDN BDH, free fatty acid content 95.0%, fatty acid composition C12: 0 0.2%, C14: 0 1.2%, C16: 0 47.6 %, C16: 1 0.3%, C18: 135.7%, C18: 2 9.7%, C18: 3 0.4%, C20: 0 0.4%; melting point 43.8 ° C.) What was emulsified in the procedure was used.
  • PFAD Palm Fatty Acid Distillate
  • MALAYSIAN BIOTECHNOLOGY CORPORATION SDN BDH free fatty acid content 95.0%, fatty acid composition C12: 0 0.2%, C14: 0 1.2%, C16: 0 47.6 %, C16: 1 0.3%, C18: 135.7%, C18: 2 9.7%, C18: 3 0.4%, C20: 0 0.4%; melting point 43.8 ° C.
  • PFAD and 450 g of water were weighed and heated to 60 ° C., respectively, and 4.7 g of disodium hydrogenphosphate dodecahydrate and 2.75 g of sodium caseinate were dissolved in water. After dissolution, it was mixed with PFAD and pre-emulsified at a stirring speed of 2500 rpm using a homomixer (manufactured by SILVERSON, LABORATORY MIXER EMULSIFER). Furthermore, this preliminary emulsified liquid was emulsified with a high-pressure homogenizer (PAND2K type, manufactured by Niro Soabi) at a pressure of 10 barr to obtain an emulsion.
  • PAND2K type manufactured by Niro Soabi
  • the operating conditions were a culture temperature of 30 ° C., an agitation speed of 500 ⁇ rpm, an aeration rate of 1.8 ⁇ L / min, and culturing for 28 hours while controlling the pH between 6.7 and 6.8. A 7% aqueous ammonium hydroxide solution was used for pH control.
  • PHA production culture 10 ⁇ L jar fermenter (MDL-1000 model manufactured by Maruhishi Bioengine) containing 2 ⁇ L of PHA production medium was inoculated with 25% (v / v) of the preculture seed.
  • the operating conditions were a culture temperature of 32 ° C., a stirring speed of 450 rpm, an aeration rate of 3.0 L / min, and a pH controlled between 6.7 and 6.8.
  • a 7% aqueous ammonium hydroxide solution was used for pH control.
  • the culture was performed for 45 to 54 hours.
  • Example 2 KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-PJ4a-phaC production of PHA mixing products by Re strain KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaC Re strain
  • KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-PJ4a-phaC Re strain prepared in Production Example 6, a PHA mixture was produced in the same manner as in Example 1.
  • the 3HH monomer ratio of the obtained PHA mixture was 11.5 mol%.
  • the endothermic peak heat quantity on the high temperature side was 3.7 J / g.
  • the PHA mixture obtained was analyzed for PHA mixing ratio, evaluated for crystallization, and measured for solidification time. The obtained results are shown in Tables 1 and 2. Moreover, the DSC curve of the obtained PHA mixture is shown in FIG.
  • Example 3 Production of PHA mixture by KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaC Re strain KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaC Re strain Instead, using the KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaC Re strain prepared in Production Example 6, a PHA mixture was produced in the same manner as in Example 1. The 3HH monomer ratio of the obtained PHA mixture was 9.9 mol%.
  • the endothermic peak heat quantity on the high temperature side was 9.5 kgJ / g.
  • Example 4 Production of PHA mixture by KNK-005 Ptrp-phaJ4a ⁇ phaZ1 :: PJ4a-phaC Re ⁇ phaZ2,6 strain KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaC Re Using the KNK-005 Ptrp-phaJ4a ⁇ phaZ1 :: PJ4a-phaC Re ⁇ phaZ2,6 strain prepared in Production Example 7, a PHA mixture was produced in the same manner as in Example 1. The 3HH monomer ratio of the obtained PHA mixture was 11.5 mol%. Further, the PHA mixture ratio was analyzed for the obtained PHA mixture. The obtained results are shown in Table 1.
  • Example 6 Production of PHA mixture by KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1 :: Plac-phaC Re ⁇ phaZ2,6 strain KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaC Re strain Using the KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1 :: Plac-phaCRe ⁇ phaZ2,6 strain prepared in Production Example 8, a PHA mixture was produced in the same manner as in Example 1. However, a medium without kanamycin was used for cultivation, and palm oil was used instead of emulsified PFAD as a carbon source during cultivation. The 3HH monomer ratio of the obtained PHA mixture was 11.0 mol%.
  • the PHA mixture ratio was analyzed for the obtained PHA mixture.
  • the obtained results are shown in Tables 1 and 2.
  • the endothermic peak heat amount on the high temperature side was 4.5 J / g.
  • a separately prepared calibration curve (PHBH / PHB mixed product that simulates a co-produced product, and the high temperature side calorific value is similarly measured by the annealing method) contains PHB
  • an estimated amount was obtained, it was confirmed that 4.2% by weight coincided with the value obtained from the DSC result when no annealing treatment was performed.
  • Example 7 in place of the KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1 :: PlacN15SDM-phaC production of PHA mixing products by Re DerutaphaZ2,6 strain
  • KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1 Plac-phaC Re ⁇ phaZ2,6 strain
  • a PHA mixture was produced in the same manner as in Example 6.
  • the 3HH monomer ratio of the obtained PHA mixture was 10.8 mol%. Further, the PHA mixture ratio was analyzed for the obtained PHA mixture. The obtained results are shown in Table 1.
  • Example 8 in place of the KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1 :: PlacN19SDM-phaC production of PHA mixing products by Re DerutaphaZ2,6 strain
  • KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1 Plac-phaC Re ⁇ phaZ2,6 strain
  • a PHA mixture was produced in the same manner as in Example 6.
  • the 3HH monomer ratio of the obtained PHA mixture was 10.3 mol%. Further, the PHA mixture ratio was analyzed for the obtained PHA mixture. The obtained results are shown in Table 1.
  • the 3HH monomer ratio of PHBH in the PHA mixture obtained in Examples 1 to 8 is about 10 to 13 mol% from the 3HH monomer ratio and the estimated PHB content as the PHA mixture. confirmed.
  • PCR was performed using genomic DNA of C. necator H16 strain as a template, DNAs represented by SEQ ID NO: 54 and SEQ ID NO: 55 as primers, and the obtained DNA fragment was digested with MunI.
  • KOD-plus was used as the polymerase.
  • This DNA fragment was ligated with the DNA fragment obtained by digesting pCUP2-SD-phaC Re of Production Example 5 with MunI using DNA ligase, and the expression regulatory sequence consisting of the lacUV5 promoter and the phaC1SD sequence, and the phaC Re structural gene sequence
  • a plasmid for producing PHB, pCUP2-PlacUV5-phaC Re was prepared.
  • KNK-005 ⁇ phaZ1,2,6 strain was cultured overnight in NutrientBroth medium.
  • 0.5 ml of the obtained culture solution was inoculated into 100 ml of NutrientBroth medium and cultured at 30 ° C. for 3 hours.
  • the obtained culture broth was quickly cooled on ice, and the cells were collected and washed thoroughly with ice-cooled distilled water, and the obtained cells were suspended in 2 ml of distilled water.
  • the cell solution was mixed with each plasmid solution and injected into a cuvette for electroporation.
  • Electroporation was performed using a MicroPulser electroporator (manufactured by Bio-Rad) under the conditions of a voltage of 1.5 kV, a resistance of 800 ⁇ , and a current of 25 mF. After electroporation, the bacterial cell solution was recovered, 5 ml of Nutrient Broth medium was added, and the mixture was cultured at 30 ° C. for 3 hours. The obtained culture broth was applied to a Nutrient Agar medium containing 100 mg / l kanamycin sulfate. After culturing at 30 ° C. for 3 days, a strain into which each plasmid was introduced was obtained from the obtained colonies.
  • the obtained strains were named KNK-005 ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaC Re strain and KNK-005 ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-PlacUV5-phaC Re strain, respectively.
  • the KNK-005 ⁇ phaZ1,2,6 strain is used as the parent strain, and the PHB1 gene is deleted in the region lacking the phaZ1 gene using pNS2X-sacB-dZ1UL-Plac-phaC Re described in Production Example 8.
  • a gene expression cassette for production was inserted.
  • the obtained strain was named KNK-005 ⁇ phaZ1 :: Plac-phaC Re ⁇ phaZ2,6 strain.
  • the KNK-005 ⁇ phaZ1 Plac-phaC Re ⁇ phaZ2,6 strain has a full-length deletion of the phaZ1 and phaZ6 genes on the chromosome, a deletion from the 16th codon to the stop codon of the phaZ2 gene, and deletion of the phaZ1 gene.
  • the lac promoter, the phaC1SD (REP-SD) sequence, and the phaC Re structural gene sequence are inserted into the region, and the strain has the gene encoding the PHA synthase described in SEQ ID NO: 3 on the chromosome.
  • Example 9 Production of PHA mixed product by KNK-005 ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaC Re strain KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaC Re strain Using the KNK-005 ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaC Re strain prepared in Production Example 12, a PHA mixture was produced in the same manner as in Example 1. The 3HH monomer ratio of the obtained PHA mixture was 4.8 mol%. Furthermore, the PHA mixture obtained was analyzed for PHA mixing ratio, evaluated by annealing, and measured for solidification time. The obtained results are shown in Table 3. Further, FIG. 4 shows a DSC curve of the obtained PHA mixed product, and FIG. 5 shows a DSC curve after the annealing treatment by the annealing method.
  • Example 10 Production of PHA mixture with KNK-005 ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-PlacUV5-phaC Re strain KNK-005 REP-phaJ4b Manufacture instead of ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaC Re Using the KNK-005 ⁇ phaZ1,2,6 / pCUP2-PlacUV5-phaC Re strain prepared in Example 12, a PHA mixture was produced in the same manner as in Example 1. The 3HH monomer ratio of the obtained PHA mixture was 3.7 mol%. Furthermore, the PHA mixture obtained was analyzed for PHA mixing ratio, evaluated by annealing, and measured for solidification time. The obtained results are shown in Table 3. Further, FIG. 6 shows a DSC curve of the obtained PHA mixture, and FIG. 7 shows a DSC curve after the annealing treatment by the annealing method.
  • Example 11 Production of PHA mixed product by KNK-005 ⁇ phaZ1 :: Plac-phaC Re ⁇ phaZ2,6 strain
  • KNK-005 REP-phaJ4b ⁇ phaZ1 Plac-phaC Re ⁇ phaZ2,6
  • a PHA mixture was produced in the same manner as in Example 6.
  • the 3HH monomer ratio of the obtained PHA mixture was 4.1 mol%.
  • the PHA mixture obtained was analyzed for PHA mixing ratio, evaluated by annealing, and measured for solidification time. The obtained results are shown in Table 3.

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Abstract

結晶化の遅いPHA共重合体の結晶化速度を向上させ、射出成形、フィルム成形、ブロー成形、繊維の紡糸、押出発泡、ビーズ発泡などの加工におけるPHA共重合体の溶融加工性を改善し、生産性を向上する。共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子と、前記共重合PHA(A)とは融点が10℃以上異なるPHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の両方を有する微生物を培養することによって、融点の10℃以上異なる2種類以上のPHAを前記微生物の細胞内で同時に生産する工程を含む、PHA混合品の製造方法。

Description

PHA合成酵素をコードする遺伝子を複数有する微生物、およびそれを用いたPHAの製造方法
 本発明は、融点の異なる2つ以上のPHAを細胞内で生産するための微生物、およびそれを用いた結晶固化速度の速いPHAの製造方法に関する。
 ポリヒドロキシアルカン酸(以下、PHAと略す)は、多くの微生物種の細胞内にエネルギー貯蔵物質として生産、蓄積される熱可塑性ポリエステルである。微生物によって様々な天然の炭素源から生産されるPHAは、土中や水中の微生物により完全に生分解されるため、自然界の炭素循環プロセスに取り込まれることになる。したがって、PHAは生態系への悪影響がほとんどない環境調和型のプラスチックであると言える。近年、環境汚染、廃棄物処理、石油資源の観点から、合成プラスチックが深刻な社会問題となるに至り、PHAが環境にやさしいグリーンプラスチックとして注目され、その実用化が切望されている。
 微生物中に最初に発見されたPHAは、3-ヒドロキシ酪酸(以下、3HBと略す)のホモポリマーであるポリヒドロキシブチレート(PHB)である。PHBは高結晶性であり、結晶化度が高いため硬くて脆く、しかも融点付近の温度(180℃)で速やかに熱分解するため、溶融加工性が低く実用範囲は極めて限られるという問題を有している。
 そこで、PHBの結晶化度を下げて脆性を改善するため、他の3-ヒドロキシアルカン酸をPHB骨格中に導入する試みがなされた。その一つとして、3HBと3-ヒドロキシヘキサン酸(以下、3HHと略す)の共重合ポリエステルP(3HB-co-3HH)(以下PHBHと略す)が発見された。長い側鎖構造を持つ3HHをモノマーユニットとして含有するPHBHは、PHBと比べて結晶化度が低いため、しなやかで柔らかい物性を有し、脆性が改善されている。しかもPHBHは融点が低いため、溶融加工性の改善も期待できる。しかし、PHBHは結晶固化速度が非常に遅く、加熱溶融後室温まで冷却しても、しばらくは柔らかく粘性を持つことや、粘着性があるため成形時にすぐに離型しないということがわかった。そのためPHBHの実用化には、実生産が連続的に行えない場合がある。また、結晶固化速度の速い既存の汎用樹脂の加工に使用している加工機器が、PHBHの加工に利用できない場合があることも明らかとなった。フィルムやシート、繊維、発泡体、成形品、不織布への加工では、溶融加工したポリマーを冷却する際に当該ポリマーの結晶固化速度が速いことが、生産工程の連続化、ひいては生産性の向上と低コストに繋がるため非常に重要である。
 そこでPHBHの結晶固化速度を速める試みがされてきた。そのための一般的な方法として、結晶核剤を添加する方法が試みられている。例えば、特許文献1ではPHBHに結晶核剤として窒化ホウ素を使用し結晶化促進効果が得られている。しかし、これは高価な材料であり、しかも生分解性を持たない。このため、より安価で生分解性のある結晶核剤が検討された。
 特許文献2および3では、PHBHに対してより高い融点を有し、しかも生分解性であるPHBを結晶核剤として添加して、結晶固化速度を速くする技術が開示されている。この先行文献では、PHBHとPHBの混合法として、例えばPHBHとPHBを熱クロロホルム等の溶媒に溶解、混合後、クロロホルムを蒸発させることによるポリマーの析出や、2種類のポリマーをドライアイスで冷却しながら粉砕し混合する方法、PHBは溶融しないでPHBHのみ融解させた状態での混合、乾燥ポリマー粉末のミキシングによる混合などが試みられている。しかしながら、溶媒に溶解して混合する方法では、PHBHの溶解や晶析のために非常に大量の溶媒が必要となり、コスト高となる。また、PHBHとPHBの混合法として、メタノールで晶析し混合ポリマーを回収する方法も知られているが、この方法では、晶析時にポリマーと結晶核剤の溶解度の違いから、均一に分散した状態で晶析が行われないなどの可能性があり、実用的でない。ポリマーを粉砕後混合する方法や乾燥ポリマー粉末をミキシングする方法では、ポリマーを均一に混合することは困難であり、結晶核剤の効果が低下することが予想される。特にPHBHおよび結晶核剤の粒子径は小さいほどよく混合し、また核形成部位の数が多くなるため高い効果が期待されるが、上記の混合法では微粒子での混合効果は期待できない。さらに、PHBをPHBH中に均一に分散させるためにはPHBの融点以上での加工が必要となるが、一般的なPHBの融点は高く、しかも上記のようにその融点付近の温度で熱分解するため、PHBをPHBH中に分散させる際に熱によるPHBやPHBHの劣化、分子量低下などの問題が避けがたい。
 これらの問題を解消するため、培養を制御することで微生物にPHBHと結晶核剤となるPHAを混ざった状態で生産させる手法が発明された。例えば特許文献4では、培養途中で炭素源を変化させることで、PHBHと、PHBまたは3HHモノマーの共重合比率の低いPHBHの混合物を微生物に生産させる手法が報告されている。また非特許文献1では、特定の植物油と吉草酸ナトリウムを炭素源として培養することで、3HBと3-ヒドロキシ吉草酸(以下、3HVと略す)の共重合ポリエステルP(3HB-co-3HV)(以下、PHBVと略す)とPHBの混合物を細胞内で共生産できることが示唆されている。これらの方法では、PHB等の結晶核剤成分を別途生産する必要がなく、コスト的にも大きなメリットがある。しかしながら、培養途中で炭素源を変化させる特許文献4の方法では非連続的に2種類のPHAが生産されるため培養制御が非常に難しく、さらに生産性も低いため安定したポリマーの生産が困難である。また非特許文献1の方法では、特定の植物油を使った場合にしか目的の効果が得られない上に、2種類のPHAの混合量比を制御することが難しく、実用的でない。
 その他に、2種類のPHAを細胞内共生産した例として、以下の報告がある。例えば非特許文献2は、Pseudomonas属の野生株61-3株が3つのPHA合成酵素をコードする遺伝子を有することを報告している。この3つのPHA合成酵素のうち、2つは炭素鎖長6から12の中鎖3-ヒドロキシアルカン酸を基質とし、残る1つは3HBのみを基質とする。そのため、この61-3株をオクタン酸やドデカン酸などの脂肪酸を含む培地で培養すると、中鎖PHAとPHBが細胞内で共生産されることになる。また非特許文献3と4では、中鎖PHAを合成するPseudomonas oleovoransに対し、様々な細菌由来のPHB合成酵素をコードする遺伝子を導入すると、中鎖PHAとPHBが細胞内で共生産されることが報告されている。また非特許文献5では、PHBを合成するRalstonia eutrophaに対し、Allochromatium vinosum由来の中鎖PHA合成酵素をコードする遺伝子を導入すると、PHBと中鎖PHAが細胞内で共生産されることが報告されている。
特開平6-157878号公報 特表平8-510498号公報 国際公開第2002/50156号公報 特開2004-250629号公報
Wing-Hin Lee, Ching-Yee Loo, Christopher T.Nomura, Kumar Sudesh, Bioresource Technology, vol. 99, pp. 6844-6851, (2008) Hiromi Matsusaki, Sumihide Manji, KazunoriTaguchi, Mikiya Kato, Toshiaki Fukui, Yoshiharu Doi, Journal of Bacteriology,vol. 180, pp. 6459-6467, (1998) Arnulf Timm, David Byrom, AlexanderSteinbuchel, Applied Microbiology and Biotechnology, vol. 33, pp. 296-301,(1990) Matthias Liebergesell, Frank Mayer, AlexanderSteinbuchel, Applied Microbiology and Biotechnology, vol. 40, pp. 292-300,(1993) Kawalpreet K. Aneja, Richard D. Ashby, DanielK. Y. Solaiman, Biotechnology Letters, vol. 31, pp. 1601-1612, (2009)
 本発明の課題は、結晶化の遅いPHA共重合体の結晶化速度を向上させ、射出成形、フィルム成形、ブロー成形、繊維の紡糸、押出発泡、ビーズ発泡などの加工におけるPHA共重合体の溶融加工性を改善し、生産性を向上することである。
 本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、主ポリマーであるPHBHなどの共重合PHAを合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子と、結晶核剤となるより高融点のPHAを合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の両方を持つ微生物を用いて、上記2つのPHAを同一細胞内で共生産させることにより、得られるPHA共重合体含有樹脂の結晶化速度が著しく向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
 即ち、本発明の第一は、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子と、前記共重合PHA(A)とは融点が10℃以上異なるPHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の両方を有する微生物を培養することによって、融点の10℃以上異なる2種類以上のPHAを前記微生物の細胞内で同時に生産する工程を含む、PHA混合品の製造方法に関する。共重合PHA(A)は、少なくとも3HBと3HHをモノマーユニットとして含有する共重合体であるのが好ましく、得られるPHA混合品は、DSC曲線において、85~180℃の間で少なくとも2つの吸熱ピークを示し、最も高温側の吸熱ピークの熱量が0.2 ~20 J/gであるか、または、DSC曲線において、85~180℃の間で1つの吸熱ピークしか示さず、160℃より高い部分の吸熱量が0.5~10J/gであるのが好ましい。
 本発明の第2は、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子と、前記共重合PHA(A)とは融点が10℃以上異なるPHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の両方を有する微生物に関する。共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子は、配列番号1で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子、または前記アミノ酸配列に対して85%以上の配列相同性を有し、且つPHA合成酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子であるのが好ましく、また、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子は、Aeromonas属とは異なる生物種由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子であるのが好ましく、Cupriavidus属由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子であるのがより好ましく、Cupriavidus necatorに由来する配列番号4で表されるアミノ酸配列をコードする遺伝子、または前記アミノ酸配列に対して85%以上の配列相同性を有し、且つPHA合成酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子であるのがさらに好ましい。
 さらに、微生物はCupriavidus属であるのが好ましく、Cupriavidusnecatorであるのがより好ましい。また、さらに、R体特異的エノイル-CoAヒドラターゼをコードする遺伝子を有しており、当該R体特異的エノイル-CoAヒドラターゼをコードする遺伝子の発現が強化されているか、あるいは、phbA遺伝子および/またはbktB遺伝子を有しており、当該phbA遺伝子の発現が抑制されている、および/または、当該bktB遺伝子の発現が強化されている微生物が好ましい。
 本発明によれば、結晶化の遅いPHA共重合体の結晶化速度を著しく向上でき、射出成形、フィルム成形、ブロー成形、繊維の紡糸、押出発泡、ビーズ発泡などの加工におけるPHA共重合体の溶融加工性または加工速度を改善することができる。
実施例2で得られたPHA混合品について測定したDSC曲線 実施例5で得られたPHA混合品について測定したDSC曲線 比較例1で得られたPHAについて測定したDSC曲線 実施例9で得られたPHA混合品について測定したDSC曲線 実施例9で得られたPHA混合品についてアニール処理後に測定したDSC曲線 実施例10で得られたPHA混合品について測定したDSC曲線 実施例10で得られたPHA混合品についてアニール処理後に測定したDSC曲線 比較例2で得られたPHAについて測定したDSC曲線
 以下、本発明について、さらに詳細に説明する。
 本発明においては、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子と、前記共重合PHAとは融点が10℃以上異なるPHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の両方を有する微生物(以下、「本発明の微生物」という)を使用する。
 本発明の微生物において、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子は、Aeromonas属由来で、共重合PHA を合成しうるPHA合成酵素をコードする遺伝子であれば特に限定されないが、モノマーユニットとして少なくとも3HBと3HHを含有する共重合PHAを合成できるPHA合成酵素をコードする遺伝子であるのが好ましく、3HBと3HH の共重合体であるPHBHを合成できるPHA合成酵素をコードする遺伝子であるのがより好ましい。そのようなPHA合成酵素をコードする遺伝子として、例えば、Aeromonas caviaeやAeromonas hydrophilaに由来するPHA合成酵素をコードする遺伝子が好ましく、Aeromonas caviaeに由来するPHA合成酵素をコードする遺伝子がより好ましい。Aeromonas caviaeに由来するPHA合成酵素をコードする遺伝子としては、配列番号1で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子、または前記アミノ酸配列に対して85%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上の配列相同性を有し、且つPHA合成酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子が挙げられる。なお、配列番号1で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子の具体例としては、例えば、配列番号2記載の遺伝子が挙げられる。また、配列番号1で表されるアミノ酸配列に対して85%以上の配列相同性を有し且つPHA合成酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子の具体例としては、例えば、配列番号3記載の遺伝子が挙げられる。
 本発明の微生物は、上記共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子に加えて、前記共重合PHA(A)とは融点が10℃以上異なるPHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の、少なくとも2種類のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有することが特徴である。なお、本発明の微生物は、上記共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子と、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子以外に、第3のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有していても良い。また、本発明の微生物は、前記共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子、および/または、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子を、1つの細胞内に複数有していてもよい。
 ここで、共重合PHA(A)とPHA(B)は、お互いの融点が10℃以上異なる限り特に限定されないが、共重合PHA(A)に比べて、PHA(B)の方が融点が高いのが好ましい。PHA(B)の融点は165℃以上が好ましく、170℃以上がより好ましい。PHA(B)が共重合PHA(A)よりも高い融点を有する場合、共重合PHA(A)は主ポリマーであり、PHA(B)は共重合PHA(A)に対する結晶核剤となりうる。そのようなPHA(B)としては、共重合PHAであっても良いし、ホモポリマーであるPHBであっても良い。PHA(B)が共重合PHAである場合、PHA(B)はPHBHであってもPHBVであっても、それ以外の共重合体であっても良いが、PHA(B)は、ポリマーユニットとして3HBを95モル%以上含むものが好ましく、3HBを97モル%以上含むものがより好ましく、3HBを99モル%以上含むものがさらに好ましい。PHA(B)として特に好ましいのはホモポリマーであるPHBである。
 前記PHA(B)を合成しうるPHA合成酵素をコードする遺伝子としては特に限定されない。例えば、PHA(B)として高融点の共重合PHAを合成できるPHA合成酵素をコードする遺伝子として、Aeromonas caviae由来のPHA 合成酵素の1アミノ酸置換体(例えばPhaCACA505W)をコードする遺伝子が挙げられる。PhaCACA505Wは3HBを99モル%以上含む共重合PHAを合成できる。一方、PHBを合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子は数多く存在し(例えば、Biopolymers Volume 3a, Polyesters I, Edited by Y. DOI and A.STEINBUCHEL, 2002参照)、そのいずれをも用いることができるが、具体的には、Acinetobacter属、Aeromonas属、Alcaligenes属、Allochromatium属、Azorhizobium属、Azotobacter属、Bacillus属、Burkholderia属、Caulobacter属、Chromobacterium属、Comamonas属、Cupriavidus属、Ectothiorhodospira属、Klebsiella属、Methylobacterium属、Paracoccus属、Pseudomonas属、Ralstonia属、Rhizobium属、Rhodobacter属、Rhodococcus属、Rhodospirillum属、Rickettsia属、Sinorhizobium属、Sphingomonas属、Synechocystis属、Thiococcus属、Thiocystis属、Vibrio属、Wautersia属、Zoogloea属に由来するPHA合成酵素をコードする遺伝子や、その改変体をコードする遺伝子等が挙げられる。本発明においては、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子として、Aeromonas属とは異なる生物種由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子が好ましく、Cupriavidus属由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子がより好ましく、Cupriavidus necator由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子がさらに好ましく、配列番号4で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子、または前記アミノ酸配列に対して85%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上の配列相同性を有し、且つPHA合成酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子が特に好ましい。配列番号4で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子としては、例えば、Cupriavidus necatorに由来する配列番号5記載の遺伝子が挙げられる。
 本発明において、上記2種類のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有するための、宿主となる微生物は特に限定されず、Acinetobacter属、Aeromonas属、Alcaligenes属、Allochromatium属、Azorhizobium属、Azotobacter属、Bacillus属、Burkholderia属、Candida属、Caulobacter属、Chromobacterium属、Comamonas属、Cupriavidus属、Ectothiorhodospira属、Escherichia属、Klebsiella属、Methylobacterium属、Nocardia属、Paracoccus属、Pseudomonas属、Ralstonia属、Rhizobium属、Rhodobacter属、Rhodococcus属、Rhodospirillum属、Rickettsia属、Saccharomyces属、Sinorhizobium属、Sphingomonas属、Synechocystis属、Thiococcus属、Thiocystis属、Vibrio属、Wautersia属、Zoogloea属に属する微生物等が挙げられるが、この中でもAeromonas属、Alcaligenes属、Cupriavidus属、Escherichia属、Pseudomonas属、Ralstonia属等に属する微生物等がより好ましく、Cupriavidus属、Escherichia属、Ralstonia属に属する微生物がより好ましく、Cupriavidus属に属する微生物がさらにより好ましく、Cupriavidus necatorが特に好ましい。
 本発明の微生物において、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子と、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の、少なくとも2種類のPHA合成酵素をコードする遺伝子を同一細胞内に保有させる方法としては特に限定されない。しかし、そのような微生物は自然界でこれまでに発見されていないことから、宿主となる微生物に、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子か、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子のいずれか、或いはその両方を、遺伝子組み換え技術などを用いて導入する必要がある。例えば、共重合PHA(A)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子を元々有するAeromonas属に属する微生物に、PHA (B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子を導入しても良いし、PHB等のPHA (B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子を有する微生物(例えばCupriavidusnecator)に、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子を導入しても良い。また、宿主となる任意の微生物に、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子と、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の両方を導入しても良い。後述する発現量やその比の調節のしやすさの観点からは、宿主となる任意の微生物に、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子と、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の両方を導入するのが好ましく、特に、Cupriavidus 属に属する微生物に、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子と、Cupriavidus属に属する微生物由来の PHBを合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の両方を導入するのが好ましい。その場合、Cupriavidus 属に属する微生物が本来有するPHA合成酵素をコードする遺伝子については、そのまま存在していても良く、破壊または欠失していても良いが、破壊または欠失して発現しない状態であるのが、好ましい。
 上記PHA合成酵素をコードする遺伝子の導入方法としては特に限定されず、宿主の染色体上に直接挿入または置換する方法、宿主が保有するメガプラスミド上に導入する形式、あるいはプラスミド、ファージ、ファージミドなどのベクター上に配置して導入する形式のどれを選択しても良いし、併用しても良い。ただし、プラスミドは培養中に脱落する可能性があることから、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子とPHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子のいずれか、或いは両方が宿主の染色体上に挿入または置換されていることが好ましい。前記導入、挿入、置換、配置方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、宿主となる微生物の染色体上に上記PHA合成酵素をコードする遺伝子を置換或いは挿入するには、相同組換え法等が利用できる。
 本発明の微生物は、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子と、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子それぞれの上流に、その発現に関わる「発現調節配列」を有していることが好ましい。ここでいう「発現調節配列」とは、具体的には、PHA合成酵素をコードする遺伝子の開始コドンの上流に位置し、その遺伝子の転写量を制御するDNA配列、またはその遺伝子から転写された伝令RNAの翻訳量を調節するDNA配列(例えばSD配列(Shine Dalgarno配列))、あるいはその両方を含むDNA配列である。共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子と、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子のそれぞれ上流に連結する発現調節配列としては、宿主が元々有する発現調節配列を利用することもできるし、自然界に存在する任意の発現調節配列を利用することもできるし、人工的に構築または改変された発現調節配列を利用しても良い。また、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子と、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子が同一のオペロンに含まれる場合には、発現調節配列を共有することもできる。
 本発明の微生物において使用される発現調節配列は特に限定されず、上述するように宿主の本来有する発現調節配列を用いても良いし、PHA合成酵素をコードする遺伝子を導入する際に、その上流に位置する発現調節配列をそのまま一緒に導入しても良いし、導入するPHA合成酵素をコードする遺伝子のどちらか或いは両方において、それぞれ好ましい発現調節配列を選択して連結させて、宿主に導入しても良い。
 微生物の作製の容易性と後述する発現量のコントロールの観点からは、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子の発現調節配列としては、宿主の本来有していたPHA合成酵素をコードする遺伝子のための発現調節配列を利用し、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の発現調節配列を、目的の発現量や翻訳量などからPHA合成酵素の細胞内存在量を最適化できるものを適宜選択し、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子と連結させて導入するか、その上流に挿入するのが好ましい。
 PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の発現調節配列としては、天然由来や、改変体問わず、使用でき、特に限定されない。具体的には、遺伝子の転写量を制御するプロモーターとして、大腸菌由来のプロモーターである配列番号6記載のlacプロモーター、配列番号7記載のtrpプロモーターや、それらの改変体である配列番号8記載のlacUV5プロモーター、配列番号56記載のlacN15プロモーター、配列番号57記載のlacN16プロモーター、配列番号58記載のlacN17プロモーター、配列番号59記載のlacN19プロモーター、配列番号60記載のlacN20プロモーター、配列番号61記載のlacN21プロモーター、配列番号9記載のtacIプロモーター、配列番号10記載のtacIIプロモーター、配列番号11記載のticプロモーター、配列番号12記載のtrcプロモーターの他、Cupriavidus necator由来のphaCABオペロンのプロモーターである配列番号13記載のREPプロモーターや、その改変体である配列番号14記載のREPN17プロモーター、Cupriavidus necator由来のphasinをコードするphaP1遺伝子のプロモーターである配列番号15記載のphaP1プロモーターなどを使用することができる。これらのプロモーターは、Cupriavidusnecator由来のphaC1遺伝子のSD配列である配列番号16記載の配列REP-SDや、その改変体である配列番号17記載の配列REP-SDM、その他公知のSD配列やそれに準じた配列を連結することにより、発現調節配列として利用することができる。また、Cupriavidus necator由来のA1067、A1068、A1069、 phaJ4aの4遺伝子を含むオペロンのプロモーターおよびA1067のSD配列からなる配列番号18記載の発現調節配列PJ4aや、Aeromonas caviae由来のphaPCJオぺロンのプロモーターおよびphaPのSD配列からなる配列番号19記載の発現調節配列Pacなど、その他任意の公知の発現調節配列を利用することもできる。さらに、上記の発現調節配列に対し、塩基の欠失、置換、挿入により改変を加えた発現調節配列も使用することもできる。
 本発明においては、使用する上記発現調節配列を適宜選択することで、それぞれのPHA合成酵素の細胞内存在量を調整し、共重合PHA(A)とそれと融点の異なるPHA(B)の2種類のPHAの生産量とその割合をコントロールすることができる。生産される融点の異なる上記2種類のPHAの割合をコントロールする観点から、細胞内における各PHA合成酵素の存在量比、あるいは、各PHA合成酵素をコードする遺伝子の発現量比を調整することが好ましい。この観点に基づいて、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子の発現調節配列と、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の発現調節配列の組み合わせを選択することが好ましい。そのような発現調節配列の組み合わせは、例えば使用するプロモーターの強さや、対象となるPHA合成酵素の酵素活性、宿主の代謝系などを考慮して、選択することができる。
 例えば、共重合PHA(A)がモノマーユニットとして3HHを有し、その3HHモノマーの共重合比率が比較的高い場合、具体的には共重合PHA(A)が、3HHモノマーユニットを8モル%以上含有する共重合体である場合、PHA(B)の含有量は、後述する理由から、生産されるPHA混合品における共重合PHA(A)とPHA(B)の合計量に対し、0.1~20重量%の範囲となるように制御されるのが好ましい。そのようなPHA混合品を得るための微生物としては、特に限定されないが、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子が染色体上に挿入または置換されたCupriavidusnecator H16株を宿主とすることが好ましい。この場合、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子の発現調節配列としては、Cupriavidus necator H16株が本来有するREPとREP-SDからなる発現調節配列が好ましい。その場合、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の発現調節配列としては、プロモーターとして上記lacプロモーター、lacプロモーターのスペーサー配列に変異を導入した改変体(例えば、lacN15プロモーター、lacN16プロモーター、lacN17プロモーター、lacN19プロモーター、lacN20プロモーター、lacN21プロモーター)、またはREPプロモーターのいずれかと、SD配列としてREP-SDまたはその改変体であるREP-SDMのどちらかの組み合わせからなる発現調節配列、または前記PJ4a、或いはPHA合成酵素の細胞内存在量をそれらと同程度に調節できる発現調節配列が好ましく、配列番号6と16で表されるDNA配列を含む発現調節配列、配列番号6と17で表されるDNA配列を含む発現調節配列、配列番号56と17で表されるDNA配列を含む発現調節配列、配列番号59と17で表されるDNA配列を含む発現調節配列、または配列番号18で表される発現調節配列、或いはそれらと同等の発現強度を有する発現調節配列がより好ましい。また、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子の発現調節配列の発現強度と、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の発現調節配列の発現強度の比が、上記好ましい組み合わせと同程度となる別の組み合わせも、同じく好ましく採用出来る。
 また、共重合PHA(A)として3HHモノマーユニットを8モル%以上含有する共重合体を生産させるためには、使用する微生物として、上記2種類のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有しているだけでなく、得られる共重合PHA(A)中の3HHモノマーの共重合比率が高められる工夫がなされている微生物を使用するのが好ましい。そのような工夫としては、R体特異的エノイル-CoAヒドラターゼをコードする遺伝子の発現を強化する方法、または、β-ケトチオラーゼ活性を有する酵素をコードする遺伝子のうちphbA遺伝子の発現を抑制する、および/または、bktB遺伝子の発現を強化する方法等が挙げられる。R体特異的エノイル-CoAヒドラターゼをコードする遺伝子の発現を強化する方法としては、特に限定されないが、例えばCupriavidus necatorを宿主とする場合には、染色体上に存在するR体特異的エノイル-CoAヒドラターゼをコードする遺伝子(phaJ4a、phaJ4b等)の上流に、REPプロモーターとREP-SDからなる発現調節配列、REPプロモーターとREP-SDMからなる発現調節配列、REPプロモーターの改変体であるPEPN17プロモーターとREP-SDからなる発現調節配列、前記PEPN17プロモーターとREP-SDMからなる発現調節配列、またはその他公知の大腸菌由来のプロモーター(例えばtrpプロモーター)とREP-SDやREP-SDMを含む任意のSD配列からなる発現調節配列を挿入する方法などが挙げられる。一方、phbA遺伝子の発現を抑制する、および/または、bktB遺伝子の発現を強化する方法としては、例えば、国際公開第2009/145164号に記載された方法などを使用することができる。もちろんこれらの方法を利用せず、例えば通気攪拌条件や炭素源などの培養条件を変更することによって、得られる共重合PHA(A)中の3HHモノマーの共重合比率を高めてもかまわない。
 一方、共重合PHA(A)がモノマーユニットとして3HHを有し、3HHモノマーの共重合比率がそれほど高くない場合、具体的には共重合PHA(A)が3HHモノマーユニットを3モル%以上8モル%未満含有する共重合体である場合、PHA(B)の含有量は、後述する理由から、生産されるPHA混合品における共重合PHA(A)とPHA(B)の合計量に対し、3重量%以上となるように制御されるのが好ましい。一般に、共重合PHA(A)中の3HHモノマーの共重合比率が8モル%未満の場合は、PHA(B)の含有量はある程度高いのが好ましく、従って、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子に連結される発現調節配列は、ある程度発現強度の高いものを使用するのが好ましい。そのようなPHA混合品を得るための微生物としては、特に限定されないが、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子が染色体上に挿入または置換されたCupriavidus necator H16株を宿主とすることが好ましい。この場合、共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子の発現調節配列としては、Cupriavidusnecator H16株が本来有するREPとREP-SDからなる発現調節配列が好ましい。また、PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の発現調節配列としては、上記REPとREP-SDからなる発現調節配列、またはlacUV5プロモーターとREP-SDからなる発現調節配列、lacプロモーターとREP-SDからなる発現調節配列、tacIプロモーターとREP-SDからなる発現調節配列、或いはそれらと同等の発現活性を有する発現調節配列が好ましく、配列番号13と16で表されるDNA配列を含む発現調節配列、配列番号8と16で表されるDNA配列を含む発現調節配列、配列番号6と16で表されるDNA配列を含む発現調節配列、配列番号9と16で表されるDNA配列を含む発現調節配列、或いはそれらと同等の発現強度を有する発現調節配列がより好ましい。
 本発明においては、本発明の微生物を培養することによって、細胞内に融点の10℃以上異なる2種類のPHAを好ましくは同時に生産させ、菌体からPHAを回収することで、2種類のPHAを含むPHA混合品を製造することができる。
 培養時の炭素源としては、本発明のPHA生産微生物が資化可能であればどんな炭素源でも使用可能であるが、好ましくは、グルコース、フルクトース、シュークロースなどの糖類;パーム油、パーム核油、コーン油、やし油、オリーブ油、大豆油、菜種油、ヤトロファ油などの油脂やその分画油類、あるいはその精製副産物;ラウリン酸、オレイン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリンスチン酸などの脂肪酸やそれらの誘導体等が好ましい。より好ましくは、パーム油、パーム核油などの植物油脂のほか、パーム油やパーム核油を分別した低融点分画であるパームオレイン、パームダブルオレインやパーム核油オレイン、また特に食糧との競合を避ける観点から、PFAD(パーム油脂肪酸蒸留物)やPKFAD(パーム核油脂肪酸蒸留物)、菜種油の脂肪酸蒸留物といった油脂の精製副産物等が挙げられる。
 本発明のPHAの生産においては、上記炭素源、炭素源以外の栄養源である窒素源、無機塩類、そのほかの有機栄養源を含む培地を用いて、前記微生物を培養することが好ましい。窒素源としては、例えばアンモニア、尿素、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等のアンモニウム塩の他、ペプトン、肉エキス、酵母エキス等が挙げられる。無機塩類としては、例えばリン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム等が挙げられる。そのほかの有機栄養源としては、例えばグリシン、アラニン、セリン、スレオニン、プロリン等のアミノ酸、ビタミンB1、ビタミンB12、ビタミンC等のビタミン等が挙げられる。
 培養温度、培養時間、培養時pH、培地等の条件は、使用する微生物において通常使用されるような培養条件でよい。
 本発明において、菌体からのPHA混合品の回収方法は、特に限定されないが、例えば次のような方法により行うことができる。培養終了後、培養液から遠心分離機等で菌体を分離し、その菌体を蒸留水およびメタノール等により洗浄し、乾燥させる。この乾燥菌体から、クロロホルム等の有機溶剤を用いてPHA混合品を抽出する。このPHA混合品を含んだ有機溶剤溶液から、濾過等によって菌体由来の不溶物を除去し、その濾液にメタノールやヘキサン等の貧溶媒を加えてPHA混合品を沈殿させる。さらに、濾過や遠心分離によって上澄み液を除去し、乾燥させてPHA混合品を回収する。
 本発明により生産されるPHA混合品は、融点の10℃以上異なる少なくとも2種類のPHAを含有する。うち、融点の低いPHAが、Aeromonas属由来のPHA 合成酵素によって合成される共重合PHA(A)であり、融点の高い方のPHAがもう一つのPHA合成酵素によって合成されるPHA(B)であるのが好ましく、融点の低い方の共重合PHA(A)が主ポリマーであり、融点の高い方のPHA(B)がその結晶核剤となるのがより好ましい態様である。共重合PHA(A)は3HHと3HBをモノマーユニットとして含有する共重合体であるのが好ましい。PHA(B)としては、共重合PHAであっても良いし、ホモポリマーであるPHBであっても良い。PHA(B)が共重合PHAである場合、ポリマーユニットとして3HBを95モル%以上含むものが好ましく、3HBを97モル%以上含むものがより好ましく、3HBを99モル%以上含むPHAがさらに好ましい。PHA(B)として特に好ましいのはPHBである。また、PHA(B)の融点は165℃以上が好ましく、170℃以上がより好ましい。
 本発明において、2種類またはそれ以上の融点の異なるPHAの混合品が得られていることは、例えば、特許文献3に記載されたようなクロロホルムを使用した析出法や、後述する示差走査熱量測定(DSC)によって確認することができるが、これらに限定されない。なお、PHAの結晶化状態は、精製工程、加工工程などによる熱履歴や、保存時の温度・時間経過により変化する場合があるので、DSCによって評価する場合、これらの影響を最小化する観点から、測定対象を未加工の状態で速やかに測定するのが好ましい。
 共重合PHA(A)が、3HHモノマーユニットを8モル%以上含有する共重合体である場合、その融点は概ね130℃以下であり、もう一つのPHA(B)との融点の差が大きいことから、上記DSCによる評価が容易となる。一般にPHAはDSC曲線において、85~180℃の間でその融点に由来する吸熱ピークを示す。共重合PHA(A)が、3HHモノマーユニットを8モル%以上含有する共重合体であり、PHA(B)がPHBである場合、PHA混合品中に含まれる共重合PHA(A)とPHA(B)は、例えば図2に代表されるように、85~180℃の間でそれぞれ明確に異なる2つの吸熱ピークを示すことが多い。但し、高融点PHAの含有量が極めて少ない場合は、それに由来する吸熱ピークがはっきりと確認出来ない場合もある。
 共重合PHA(A)が、3HHモノマーユニットを8モル%以上含有する共重合体である場合、PHA混合品における共重合PHA(A)とPHA(B)の合計量に対するPHA(B)の量は、下限値が0.1重量%以上であるのが好ましく、0.5重量%以上であるのがより好ましく、1重量%以上であるのがさらに好ましく、1.2重量%以上であるのが特に好ましく、2重量%以上であるのがとりわけ好ましい。また、前記PHA(B)の量の上限値は、20重量%以下であるのが好ましく、15重量%以下であるのがより好ましく、12重量%以下であるのがさらに好ましく、9重量%以下であるのが特に好ましく、7重量%以下であるのがとりわけ好ましい。PHA(B)の量が少なすぎると、結晶核剤としての効果が得られず、PHA(B)の量が多すぎると、ポリマーの延性が低下する場合がある。PHA(B)を上記好ましい量で含有するPHA混合品は、DSC曲線におけるもっとも高温側の吸熱ピークの熱量の下限値が、概ね、0.2 J/g以上、より好ましくは0.5 J/g以上、さらに好ましくは1 J/g以上、特に好ましくは1.5 J/g以上、とりわけ好ましくは2 J/g以上となり、前記熱量の上限値が、概ね、20 J/g以下、より好ましくは18 J/g以下、さらに好ましく15 J/g以下、特に好ましくは12 J/g以下、とりわけ好ましくは8 J/g以下となることで、確認出来る。
 一方、共重合PHA(A)が3HHモノマーユニットを8モル%未満しか含有しない共重合体である場合、その融点は比較的高く、もう一つのPHA(B)との融点の差が小さくなるため、DSC曲線において、融点に由来する吸熱ピークが重なり、図4に代表されるように85~180℃の間で見かけ上は単一の吸熱ピークしか示さないことがある。その場合においても、融点の異なる2つのPHAが生産できていることは、160℃より高い部分に吸熱部分があるかどうかで判断できる。3HHモノマーユニットの含有量が3モル%以上8モル%未満の共重合PHA(A)は、それのみであれば、そのDSC曲線における吸熱ピークは図8に示すように160℃より低いところで終了するが、PHBなどの高融点PHA(B)との混合品である場合、PHBの融点が165℃以上であることからDSC曲線における吸熱ピークは160℃よりも高いところで終了することになる(図4および6)。また、共重合PHA(A)の3HHモノマーユニットの含有量が8モル%以上であるがPHA(B)の含有量が極めて少なく、それに由来する吸熱ピークが明確でない場合もこのようにして確認出来る。
 PHA混合品が、DSC曲線において85~180℃の間で見かけ上は単一の吸熱ピークしか示さない場合の好ましいPHA(B)の含有量については、160℃より高い部分の吸熱ピーク面積(吸熱量)で類推することが可能である。本発明においてはPHA混合品がDSC曲線において単一の吸熱ピークしか示さない場合、160℃より高い部分の吸熱量の下限値は、0.3 J/g以上となるのが好ましく、0.4 J/g以上となるのがより好ましく、0.5 J/g以上となるのがさらに好ましく、1.5J/g以上となるのがさらにより好ましく、3 J/g以上となるのが特に好ましい。また、前記吸熱量の上限値は、15 J/g以下となるのが好ましく、13 J/g以下となるのがより好ましく、12 J/g以下となるのがさらに好ましく、10 J/g以下となるのがさらにより好ましく、8 J/g以下となるのが特に好ましい。
 共重合PHA(A)が、3HHモノマーユニットを3モル%以上8モル%未満含有する共重合体である場合、PHA(B)は、PHA混合品における共重合PHA(A)とPHA(B)の合計量に対し3重量%以上含まれていることが好ましく、5重量%以上含まれていることがより好ましく、10重量%以上含まれていることがさらに好ましく、12重量%以上含まれているのが特に好ましい。PHA(B)の量が少なすぎると、結晶核剤としての効果が得られない。共重合PHA(A)が、3HHモノマーユニットを3モル%以上8モル%未満含有する共重合体である場合、PHA(B)の含有量の上限は特に限定されず、かなり多くてもポリマーへの物性に大きな影響を与えることはないが、通常50重量%以下であり、40重量%以下であるのが好ましく、30重量%以下であるのがより好ましい。さらに、シート成形の場合など特定の成形条件においては、20重量%以下とするのが特に好ましい場合もある。
 また、得られたPHA混合品をアニール処理したのちに、DSCを行うことで、より高い精度で、PHA混合品中のPHA(B)含有量を推定することができる。特に、アニール処理を行わない場合のDSCにおいて85~180℃の間で見かけ上単一の吸熱ピークしか示さないPHA混合品であっても、160℃で30分アニール処理を行った後に、DSCを行うと、図5に代表されるように、概ね160℃を境に明確に2つのピークを示すようになる。高融点側の吸熱ピークが、PHA(B)に由来する吸熱ピークであり、その熱量の大きさから、PHA混合品中のPHA(B)の割合を推定することができる。
 例えば、共重合PHA(A)が、3HHモノマーユニットを8モル%以上含有する共重合体である場合、アニール処理によって出現した高融点側の吸熱ピークの熱量の下限値は、1.0 J/g以上となるのが好ましく、1.5 J/g以上となるのがより好ましく、2 J/g以上となるのがさらに好ましく、2.5 J/g以上となるのが特に好ましい。また、前記熱量の上限値は、13 J/g以下となるのが好ましく、10 J/g以下となるのがより好ましく、9 J/g以下となるのがさらに好ましく、7 J/g以下となるのが特に好ましい。一方、共重合PHA(A)が、3HHモノマーユニットを3モル%以上8モル%未満含有する共重合体である場合、アニール処理によって出現した高融点側の吸熱ピークの熱量の下限値は、2 J/g以上となるのが好ましく、3 J/g以上となるのがより好ましく、4 J/g以上となるのがさらにより好ましく、8 J/g以上となるのが特に好ましい。前記熱量の下限値は、40 J/g以下となるのが好ましく、37 J/g以下となるのがより好ましく、35 J/g以下となるのがさらにより好ましく、30 J/g以下となるのが特に好ましい。
 本発明において生産されるPHAの分子量は特に限定されないが、共重合PHA(A)、PHA(B)のいずれにおいても、多くの用途では、溶融加工性の観点から重量平均分子量で30万~300万であることが好ましく、より好ましくは40万~250万、さらに好ましくは50万~200万である。PHAの重量平均分子量が30万未満では、強度などの機械的特性が不十分である場合があり、300万を超えると、成形性が劣る場合がある。但し、用途によっては重量平均分子量が10万~20万程度が好ましい場合もある。
 本発明により生産されるPHA混合品は、結晶化速度が改善されたものであるが、その他の添加剤、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料・顔料などの着色剤、可塑剤、滑剤、無機充填剤、帯電防止剤、防カビ剤、抗菌剤、発泡剤、難燃剤等を必要に応じて含有することができる。また、他の結晶核剤を含有してもよい。
 以上のようにして得られる樹脂組成物を成形加工することにより成形体を製造することができる。成形加工方法としては従来公知の方法でよく、例えば射出成形、フィルム成形、ブロー成形、繊維の紡糸、押出発泡、ビーズ発泡などが挙げられる。なお、本発明の製造方法によって得られるPHA混合品は、結晶化速度が改善されているだけでなく、主ポリマーである共重合PHAと結晶核剤となる高融点PHAが分子レベルで分散しているため、共重合PHAと結晶核剤となる高融点PHAをそれぞれ個別に生産してブレンドした場合に比べて、より簡易な方法で結晶核剤を微細に分散させられるだけでなく、より低い温度、例えば170℃以下の温度で成形加工することも可能である。
 前記成形体は、例えば各種容器、包装材、農園芸用のフィルム、医療材料等に用いることが出来る。
 以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、菌株の育種、PHAのモノマー組成分析、PHA混合品におけるPHA混合比率の分析、結晶化の評価、固化時間の測定方法は以下の通りである。
 (菌株の育種)
 本実施例における遺伝子操作は、Molecular Cloning (Cold Spring HarborLaboratory Press, 1989)に記載されている方法で行うことができる。また、遺伝子操作に使用する酵素、クローニング宿主などは市場の供給者から購入し、その取扱説明書にしたがって使用することができる。なお、本実施例に用いられる酵素は、遺伝子操作に使用できるものであれば特に限定されない。
 (PHAのモノマー組成分析)
 得られたPHAのモノマー組成分析はガスクロマトグラフィーによって測定した。得られたPHAあるいはその混合品約20mgに2mlの硫酸-メタノール混液(15:85)と2mlのクロロホルムを添加して密栓し、100℃で140分間加熱することによってメチルエステル化した。冷却後、これに1.5gの炭酸水素ナトリウムを少しずつ加えて中和し、炭酸ガスの発生がとまるまで放置した。4mlのジイソプロピルエーテルを添加してよく混合した後、遠心して、上清中の3HBメチルエステルと3HHメチルエステルの組成をキャピラリーガスクロマトグラフィーにより分析し、3HHモノマー比率を算出した。ガスクロマトグラフは島津製作所GC-17A、キャピラリーカラムはGLサイエンス社製NEUTRA BOND-1(カラム長25m、カラム内径0.25mm、液膜厚0.4μm)を用いた。キャリアガスとしてHeを用い、カラム入口圧100kPaとし、サンプルは1μlを注入した。温度条件は、初発温度100℃から200℃まで8℃/分の速度で昇温、さらに200℃から290℃まで30℃/分の速度で昇温した。
 (PHA混合品におけるPHA混合比率の分析)
 培養後精製して得られたPHAについて、示差走査熱量計(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製DSC220)を用いて以下の方法でPHA混合比率を評価した。
 DSCにおいて、2~5 mgのPHAを、5 ~190℃まで10℃/分の速度で昇温し、DSC曲線を得た。
 <得られたDSC曲線において85~180℃の間で2つ以上の明確なピークが見られる場合>
 DSC曲線において低温側の主吸熱ピーク(85~180℃の間で3つ以上のピークが見られる場合は最も高温側のピークを除いた中での最大ピーク)が示す融点をTm1、もっとも高温側の吸熱ピークが示す融点をTm2とする。当該DSC曲線において、吸熱ピーク全体の融解開始前のベースラインと融解終了後のベースラインを直線で結び、もっとも高温側の吸熱ピークと隣の吸熱ピークの間にある極大点から垂直方向に直線を引き、該二つの直線とDSC曲線に囲まれる領域の面積を、高温側の吸熱ピーク熱量として測定した。
 上記方法で測定した高温側の吸熱ピーク熱量を、別途作成した検量線と比較することにより、この高温側の吸熱ピーク熱量によって示されるPHA(B)に相当するPHBの含量を推定した。検量線の作成方法を以下に示す。
 後述する実施例1と同様の方法で、Cupriavidus necator H16株を用いて、融点170℃以上のPHBを生産した。また、同じく実施例1と同様の方法で、特開2013-9627号公報記載のKNK-631株を用いて、融点130℃以下であるPHBHを生産した。次に得られたPHBとPHBHを混合し、次の様にして共生産品を擬似的に再現したPHBH/PHB混合品を作製した。まずPHBとPHBHをそれぞれクロロホルムに10 g/Lの濃度で溶かし、各ポリマー溶液を得た。次にPHBとPHBHの重量比が1:99となるように、各ポリマー溶液を混合した。ヘキサン400 mlに対して、攪拌しながら穏やかに混合ポリマー溶液100 mlを添加した。析出したポリマーを濾過分別し、60℃で乾燥してPHBH/PHB混合品を得た。同様の方法で、PHBとPHBHの重量比が3:97、5:95、7:93、10:90であるPHBH/PHB混合品を得た。得られた5種のPHBH/PHB混合品についてDSCを行い、高温側の吸熱ピーク熱量を測定した。得られた結果の高温側の吸熱ピーク熱量から、PHA混合品中のPHB含量を推定するための検量線を作成した。
 <得られたDSC曲線において85~180℃の間で1つのピークしか見られない場合>
 当該DSC曲線において、吸熱ピーク全体の融解開始前のベースラインと融解終了後のベースラインを直線で結び、160℃で垂直方向に直線を引き、該二つの直線とDSC曲線に囲まれる160℃より高い部分の融解熱量を測定した。
 上記方法で測定した160℃より高い部分の融解熱量を、別途作成した検量線と比較することにより、PHA混合品中に含まれるPHBの含量を推定した。検量線の作成方法を以下に示す。
 後述する実施例1と同様の方法で、Cupriavidus necator H16株を用いて、PHBを生産した。また、同じく実施例1と同様の方法で、US7384766号公報記載のKNK-005株を用いて、PHBHを生産した。次に得られたPHBとPHBHを混合し、次の様にして共生産品を擬似的に再現したPHBH/PHB混合品を作製した。まずPHBとPHBHをそれぞれクロロホルムに10 g/Lの濃度で溶かし、各ポリマー溶液を得た。次にPHBとPHBHの重量比が10:90となるように、各ポリマー溶液を混合した。ヘキサン400 mlに対して、攪拌しながら穏やかに混合ポリマー溶液100 mlを添加した。析出したポリマーを濾過分別し、60℃で乾燥してPHBH/PHB混合品を得た。同様の方法で、PHBとPHBHの重量比が7:93、15:85、20:80であるPHBH/PHB混合品を得た。得られた4種のPHBH/PHB混合品についてDSCを行い、160℃より高い部分の融解熱量を測定した。得られた結果の160℃より高い部分の融解熱量から、PHA混合品中のPHB含量を推定するための検量線を作成した。
 (アニール法によるPHA混合品の評価)
 培養後精製して得られたPHAについて、示差走査熱量計(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製DSC220)を用いて以下の方法でPHA混合状態のアニール法による評価を行った。
 DSCにおいて、4.5~5.5 mgのPHAを、23℃から160℃まで10℃/分の速度で昇温し、160℃で30分保持してアニール処理を行った後に、23℃まで10℃/分の速度で降温し、その後、23℃から200℃まで10℃/分の速度で昇温したときのDSC曲線を得た。当該DSC曲線において、60℃のDSC曲線上の点と融解終了後のベースラインを直線で結び、もっとも高温側の吸熱ピークと隣の吸熱ピークの間にある極大点から垂直方向に直線を引き、該二つの直線とDSC曲線に囲まれる領域の面積を高温側の吸熱ピーク熱量として測定した。
 (PHAの結晶化の評価)
 得られたPHAの結晶化は、示差走査熱量計を用いて測定を行うことにより評価した。示差走査熱量測定において、2~5 mgのPHAを5℃から170℃まで10℃ /分で昇温して5分間保持したあと、170℃から5℃まで10℃/分で冷却した際に得られた発熱曲線における結晶化ピーク温度(Tc)および結晶化発熱量(Hc)から結晶化のし易さを評価した。結晶化ピーク温度(Tc)が高く、結晶化発熱量(Hc)が大きいほど結晶化が優れている。
 (PHAの固化時間の測定)
 得られたPHAの固化時間の測定は、小型混練機(DSM社製Xplore 5cc Micro-Compounder)を用いて行った。小型混練機のシリンダー設定温度150℃(実施例1~3、6、比較例1)または170℃(実施例9~11、比較例2)、スクリュ回転数100 rpmで3分間(実施例1~3、6、比較例1)または1分間(実施例9~11、比較例2)溶融混練した後、直径3 mmのノズルから溶融したストランド状のPHAを排出し、ストランド状のPHAを直ちに55℃(実施例1~3、6比較例1)または50℃(実施例9~11、比較例2)の湯浴中に浸漬させた際にストランドが完全に固化するまでに要する時間を固化時間とした。固化時間が短いほど結晶化が早く、固化性が改善されていることを示す。
 (製造例1)KNK-005 ΔphaZ1,2,6株の作製
 まずphaZ6遺伝子の破壊を目的とし、遺伝子置換用プラスミドの作製を行った。C. necator H16株のゲノムDNAを鋳型とし、配列番号20および配列番号21で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。ポリメラーゼはKOD-plus(東洋紡社製)を用いた。同様に配列番号22および配列番号23で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。さらに、上記PCRで得られた2種DNA断片を鋳型とし、配列番号20および配列番号23で示したDNAをプライマーとしてPCRを行い、得られたDNA断片を制限酵素SmiIで消化した。このDNA断片を、特開2007-259708号公報に記載のベクターpNS2X-sacBをSmiIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼ(Ligation High、東洋紡社製)を用いて連結し、phaZ6構造遺伝子より上流および下流のDNA配列を有する遺伝子破壊用プラスミドpNS2X-phaZ6(-+)を作製した。
 次に遺伝子破壊株の作製を行った、遺伝子破壊用プラスミド pNS2X-phaZ6(-+)を大腸菌S17-1株(ATCC47055)に導入し、KNK-005株(US7384766号参照)とNutrient Agar培地(DIFCO社製)上で混合培養して接合伝達を行った。KNK-005株は配列番号3に記載のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有する、C. necator H16株を宿主とする菌株である。
 上記接合伝達後の菌株から、250 mg/Lのカナマイシン硫酸塩を含むシモンズ寒天培地(クエン酸ナトリウム2 g/L、塩化ナトリウム5 g/L、硫酸マグネシウム七水和物0.2 g/L、リン酸二水素アンモニウム1 g/L、リン酸水素二カリウム1 g/L、寒天15 g/L、pH6.8)上で生育する菌株を選択し、前記プラスミドがKNK-005株の染色体上に組み込まれた株を取得した。この株をNutrientBroth培地(DIFCO社製)で2世代培養した後、15 %のショ糖を含むNutrient Agar培地で生育する菌株を選択した。得られた菌株からphaZ6遺伝子の開始コドンから終止コドンまでを全長欠失したものをPCRにより選別し、うち1株をKNK-005 ΔphaZ6株と命名した。KNK-005 ΔphaZ6株は、染色体上のphaZ6遺伝子を全長欠失し、染色体上に配列番号3に記載のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有する菌株である。
 次にphaZ1遺伝子の破壊を目的とし、遺伝子置換用プラスミドの作製を行った。C. necator H16株のゲノムDNAを鋳型とし、配列番号24および配列番号25で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。ポリメラーゼはKOD-plusを用いた。同様に配列番号26および配列番号27で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。さらに、上記PCRで得られた2種DNA断片を鋳型とし、配列番号24および配列番号27で示したDNAをプライマーとしてPCRを行い、得られたDNA断片を制限酵素SmiIで消化した。このDNA断片を、pNS2X-sacBをSmiIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、phaZ1構造遺伝子より上流および下流のDNA配列を有する遺伝子破壊用プラスミドpNS2X-phaZ1(-+)を作製した。
 phaZ6遺伝子破壊と同様に、KNK-005 ΔphaZ6株を親株としてpNS2X-phaZ1(-+)を用いてphaZ1遺伝子の破壊を行った。得られた株はKNK-005 ΔphaZ1,6株と命名した。KNK-005 ΔphaZ1,6株は、染色体上のphaZ1遺伝子およびphaZ6遺伝子を全長欠失し、染色体上に配列番号3に記載のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有する菌株である。
 次にphaZ2遺伝子の破壊を目的とし、遺伝子置換用プラスミドの作製を行った。C. necator H16株のゲノムDNAを鋳型とし、配列番号28および配列番号29で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。ポリメラーゼはKOD-plusを用いた。同様に配列番号30および配列番号31で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。さらに、上記PCRで得られた2種DNA断片を鋳型とし、配列番号28および配列番号31で示したDNAをプライマーとしてPCRを行い、得られたDNA断片を制限酵素SmiIで消化した。このDNA断片を、pNS2X-sacBをSmiIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、phaZ2構造遺伝子より上流および下流のDNA配列を有する遺伝子破壊用プラスミドpNS2X-phaZ2(-+)を作製した。
 phaZ6遺伝子破壊と同様に、KNK-005ΔphaZ1,6株を親株としてpNS2X-phaZ2(-+)を用いてphaZ2遺伝子の破壊を行った。得られた株はKNK-005 ΔphaZ1,2,6株と命名した。KNK-005 ΔphaZ1,2,6株は、染色体上のphaZ1遺伝子およびphaZ6遺伝子を全長欠失し、phaZ2遺伝子の16番目のコドンから終止コドンまでを欠失し、染色体上に配列番号3に記載のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有する菌株である。
 (製造例2)KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株の作製
 さらに染色体上のphaJ4b遺伝子の上流にphaJ4b遺伝子の発現を強化するための発現調節配列を挿入することを目的とし、発現調節配列挿入用プラスミドを作製した。C. necator H16株のゲノムDNAを鋳型とし、配列番号32および配列番号33で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。ポリメラーゼはKOD-plusを用いた。同様に配列番号34および配列番号35で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。さらに同様に、配列番号36および配列番号37で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。上記PCRで得られた3種のDNA断片を鋳型とし、配列番号32および配列番号35で示したDNAをプライマーとしてPCRを行い、得られた断片をSmiIで消化した。このDNA断片を、pNS2X-sacBをSmiIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、phaJ4b構造遺伝子より上流のDNA配列、phaC1プロモーターとphaC1SD配列からなる発現調節配列、およびphaJ4b構造遺伝子配列を有するDNA挿入用プラスミドpNS2X-sacB+phaJ4bU-REP-phaJ4bを作製した。
 上記遺伝子破壊と同じ方法で、製造例1で得られたNK005ΔphaZ1,2,6株を親株としてpNS2X-sacB+phaJ4bU-REP-phaJ4bを用いてphaJ4b遺伝子の上流に発現調節配列を挿入した。得られた株はKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株と命名した。KNK-005 REP-phaJ4bΔphaZ1,2,6株は、染色体上のphaZ1遺伝子およびphaZ6遺伝子を全長欠失し、phaZ2遺伝子の16番目のコドンから終止コドンまでを欠失し、phaJ4b遺伝子の直上流にphaC1プロモーター(REP)およびphaC1SD配列(REP-SD)からなる発現調節配列が挿入され、染色体上に配列番号3に記載のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有する菌株である。
 (製造例3)PHB生産用プラスミドpCUP2-REP-phaCReの作製
 製造例2で作製したKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株に導入するためのPHB生産用プラスミドpCUP2-REP-phaCReを作製した。
 まず、C. necator H16株のゲノムDNAを鋳型とし、配列番号38および配列番号39で示したDNAをプライマーとしてPCRを行い、得られたDNA断片をEcoRIとSpeIで消化した。ポリメラーゼはKOD-plusを用いた。このDNA断片を、特開2007-259708号公報記載のpCUP2ベクターをMunIとSpeIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、phaC1プロモーターとphaC1SD配列からなる発現調節配列、およびphaCRe構造遺伝子配列を有するPHB生産用プラスミドpCUP2-REP-phaCReを作製した。
 (製造例4)PHB生産用プラスミドpCUP2-PJ4a-phaCReの作製
 製造例2で作製したKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株に導入するためのPHB生産用プラスミドpCUP2-PJ4a-phaCReを作製した。
 まず、C. necator H16株のゲノムDNAを鋳型とし、配列番号40および配列番号41で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。同様に配列番号39および配列番号42で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。上記PCRで得られた2種類のDNA断片を鋳型として、配列番号39および配列番号40で示したDNAをプライマーとしてPCRを行い、得られたDNA断片をMunIとSpeIで消化した。ポリメラーゼはKOD-plusを用いた。このDNA断片を、pCUP2ベクターをMunIとSpeIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、発現調節配列PJ4a、およびphaCRe構造遺伝子配列を有するPHB生産用プラスミドpCUP2-PJ4a-phaCReを作製した。
 (製造例5)PHB生産用プラスミドpCUP2-Plac-phaCReの作製
 製造例2で作製したKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株に導入するためのPHB生産用プラスミドpCUP2-Plac-phaCReを作製した。
 まず、C. necator H16株のゲノムDNAを鋳型とし、配列番号39および配列番号43で示したDNAをプライマーとしてPCRを行い、得られたDNA断片をMunIとSpeIで消化した。ポリメラーゼはKOD-plusを用いた。このDNA断片を、pCUP2ベクターをMunIとSpeIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、phaC1SD配列(REP-SD)からなる発現調節配列、およびphaCRe構造遺伝子配列を有するPHB生産用プラスミドpCUP2-SD-phaCReを作製した。
 次にpCR(R)2.1-TOPO(R)(Invitrogen社製)を鋳型とし、配列番号44および配列番号45で示したDNAをプライマーとしてPCRを行い、得られたDNA断片をMunIで消化した。ポリメラーゼはKOD-plusを用いた。このDNA断片を、pCUP2-SD-phaCReをMunIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、lacプロモーターとphaC1SD配列からなる発現調節配列、およびphaCRe構造遺伝子配列を有するPHB生産用プラスミドpCUP2-Plac-phaCReを作製した。
 (製造例6)製造例2記載のKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株を親株とする、PHB生産用プラスミド導入株の作製
 PHBHとPHBを共生産する菌株の作製を目的とし、製造例2で作製したKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株を親株とし、製造例3~5記載のプラスミドのいずれかを導入した菌株を作製した。
 まず、KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株をNutrient Broth培地で一晩培養した。得られた培養液0.5 mlをNutrient Broth培地100 mlに接種し、30℃で3時間培養した。得られた培養液を氷上で速やかに冷却し、菌体を回収して氷冷した蒸留水で良く洗浄した後、得られた菌体を2 mlの蒸留水に懸濁した。菌体液を各プラスミド溶液と混合し、キュベットに注入してエレクトロポレーションを行った。エレクトロポレーションは、MicroPulserエレクトロポレーター(バイオ・ラッド社製)を使用し、電圧1.5kV、抵抗800 Ω、電流25 μFの条件で行った。エレクトロポレーション後、菌体溶液を回収して5 mlのNutrient Broth培地を添加し、30℃で3時間培養した。得られた培養液を、100 mg/lのカナマイシン硫酸塩を含むNutrient Agar培地に塗布した。30℃で3日間培養し、得られたコロニーから各プラスミドが導入された菌株を取得した。得られた菌株をそれぞれ、KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaCRe株、KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-PJ4a-phaCRe株、KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaCRe株と命名した。
 (製造例7)KNK-005 Ptrp-phaJ4a ΔphaZ1::PJ4a-phaCReΔphaZ2,6株の作製
 染色体上のphaJ4a遺伝子の上流に発現調節配列を挿入することを目的とし、発現調節配列挿入用プラスミドを作製した。C. necator H16株のゲノムDNAを鋳型とし、配列番号46および配列番号47で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。ポリメラーゼはKOD-plusを用いた。同様に配列番号48および配列番号49で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。さらにプラスミドpKK388-1(CLONTECH社製)を鋳型とし、配列番号50および配列番号51で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。上記PCRで得られた3種のDNA断片を鋳型とし、配列番号46および配列番号49で示したDNAをプライマーとしてPCRを行い、得られた断片をSmiIで消化した。このDNA断片を、pNS2X-sacBをSmiIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、phaJ4a構造遺伝子より上流のDNA配列、trpプロモーターとphaC1SD配列からなる発現調節配列、およびphaJ4a構造遺伝子配列を有するDNA挿入用プラスミドpNS2X-sacB+phaJ4aU-trp-phaJ4aを作製した。
 製造例2と同様の方法で、KNK-005 ΔphaZ1,2,6株を親株としてpNS2X-sacB+phaJ4aU-trp-phaJ4aを用いてphaJ4a遺伝子の上流に発現調節配列を挿入した。得られた株はKNK-005 Ptrp-phaJ4a ΔphaZ1,2,6株と命名した。KNK-005Ptrp-phaJ4a ΔphaZ1,2,6株は、染色体上のphaZ1遺伝子およびphaZ6遺伝子を全長欠失し、phaZ2遺伝子の16番目のコドンから終止コドンまでを欠失し、phaJ4a遺伝子の直上流にtrpプロモーターおよびphaC1SD配列からなる発現調節配列が挿入され、染色体上に配列番号3に記載のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有する菌株である。
 次に、KNK-005 Ptrp-phaJ4a ΔphaZ1,2,6株のphaZ1遺伝子を欠失した領域に、PHB生産用の遺伝子発現カセットを導入することを目的とし、DNA挿入用プラスミドを作製した。まずC. necator H16株のゲノムDNAを鋳型とし、配列番号24および配列番号52で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。ポリメラーゼはKOD-plusを用いた。同様に配列番号27および配列番号53で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。上記PCRで得られた2種のDNA断片を鋳型とし、配列番号24および配列番号27で示したDNAをプライマーとしてPCRを行い、得られた断片をSmiIで消化した。このDNA断片を、pNS2X-sacBをSmiIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、phaZ1構造遺伝子より上流のDNA配列、配列番号62記載のDNA配列、およびphaZ1構造遺伝子より下流のDNA配列を有するDNA挿入用プラスミドpNS2X-sacB-dZ1ULを作製した。
 次に、製造例4で作製したpCUP2-PJ4a-phaCReをMunIとSpeIで消化して得られるDNA断片を、pNS2X-sacB-dZ1ULをMunIとSpeIで消化して得られるDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、phaZ1構造遺伝子より上流のDNA配列、発現調節配列PJ4a、phaCRe構造遺伝子配列、およびphaZ1構造遺伝子より下流のDNA配列を有するDNA挿入用プラスミドpNS2X-sacB-dZ1UL-PJ4a-phaCReを作製した。
 製造例2と同様の方法で、KNK-005 Ptrp-phaJ4a ΔphaZ1,2,6株を親株としてpNS2X-sacB-dZ1UL-PJ4a-phaCReを用いてphaZ1遺伝子を欠失した領域にPHB生産用の遺伝子発現カセットを挿入した。得られた株はKNK-005Ptrp-phaJ4a ΔphaZ1::PJ4a-phaCReΔphaZ2,6株と命名した。KNK-005 Ptrp-phaJ4a ΔphaZ1::PJ4a-phaCReΔphaZ2,6株は、染色体上のphaZ1遺伝子およびphaZ6遺伝子を全長欠失し、phaZ2遺伝子の16番目のコドンから終止コドンまでを欠失し、phaJ4a遺伝子の直上流にtrpプロモーターおよびphaC1SD(REP-SD)配列からなる発現調節配列が挿入され、phaZ1遺伝子を欠失した領域に発現調節配列であるPJ4aおよびphaCRe構造遺伝子配列が挿入され、染色体上に配列番号3に記載のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有する菌株である。
 (製造例8)KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::Plac-phaCReΔphaZ2,6株の作製
 製造例2で作製したKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株のphaZ1遺伝子を欠失した領域に、PHB生産用の遺伝子発現カセットを導入することを目的とし、DNA挿入用プラスミドを作製した。まずプラスミドpCUP2-Plac-phaCReを鋳型とし、配列番号63および配列番号39で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。得られた断片をEcoRIおよびSpeIで消化し、pNS2X-sacB-dZ1ULをMunIおよびSpeIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、phaZ1構造遺伝子より上流のDNA配列、lacプロモーターおよびphaC1SD(REP-SD)からなる発現調節配列、phaCRe構造遺伝子配列、およびphaZ1構造遺伝子より下流のDNA配列を有するDNA挿入用プラスミドpNS2X-sacB-dZ1UL-Plac-phaCReを作製した。
 製造例2と同様の方法で、KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株を親株としてpNS2X-sacB-dZ1UL-Plac-phaCReを用いてphaZ1遺伝子を欠失した領域にPHB生産用の遺伝子発現カセットを挿入した。得られた株はKNK-005REP-phaJ4b ΔphaZ1::Plac-phaCReΔphaZ2,6株と命名した。KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::Plac-phaCReΔphaZ2,6株は、染色体上のphaZ1遺伝子およびphaZ6遺伝子を全長欠失し、phaZ2遺伝子の16番目のコドンから終止コドンまでを欠失し、phaJ4b遺伝子の直上流にREPプロモーターおよびphaC1SD(REP-SD)配列からなる発現調節配列が挿入され、phaZ1遺伝子を欠失した領域にlacプロモーター、phaC1SD(REP-SD)配列、およびphaCRe構造遺伝子配列が挿入され、染色体上に配列番号3に記載のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有する菌株である。
 (製造例9)KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::PlacN15SDM-phaCReΔphaZ2,6株の作製
 製造例2で作製したKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株のphaZ1遺伝子を欠失した領域に、PHB生産用の遺伝子発現カセットを導入することを目的とし、DNA挿入用プラスミドを作製した。まずC. necator H16株のゲノムDNAを鋳型とし、配列番号64および配列番号39で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。得られた断片をMunIおよびSpeIで消化し、pNS2X-sacB-dZ1ULをMunIおよびSpeIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、phaZ1構造遺伝子より上流のDNA配列、REP-SDMからなる発現調節配列、phaCRe構造遺伝子配列、およびphaZ1構造遺伝子より下流のDNA配列を有するDNA挿入用プラスミドpNS2X-sacB-dZ1UL-SDM-phaCReを作製した。
 次にpCUP2-Plac-phaCReを鋳型とし、配列番号44および配列番号65で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。同様に配列番号66および配列番号45で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。上記PCRで得られた2種のDNA断片を鋳型とし、配列番号44および配列番号45で示したDNAをプライマーとしてPCRを行い、得られた断片をMunIで消化した。このDNA断片を、pNS2X-sacB-dZ1UL-SDM-phaCReをMunIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、phaZ1構造遺伝子より上流のDNA配列、lacN15プロモーターおよびREP-SDMからなる発現調節配列、phaCRe構造遺伝子配列、およびphaZ1構造遺伝子より下流のDNA配列を有するDNA挿入用プラスミドpNS2X-sacB-dZ1UL-PlacN15SDM-phaCReを作製した。
 製造例2と同様の方法で、KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株を親株としてpNS2X-sacB-dZ1UL-PlacN15SDM11-phaCReを用いてphaZ1遺伝子を欠失した領域にPHB生産用の遺伝子発現カセットを挿入した。得られた株はKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::PlacN15SDM-phaCRe ΔphaZ2,6株と命名した。KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::PlacN15SDM-phaCReΔphaZ2,6株は、染色体上のphaZ1遺伝子およびphaZ6遺伝子を全長欠失し、phaZ2遺伝子の16番目のコドンから終止コドンまでを欠失し、phaJ4b遺伝子の直上流にREPプロモーターおよびphaC1SD(REP-SD)配列からなる発現調節配列が挿入され、phaZ1遺伝子を欠失した領域にlacN15プロモーター、REP-SDM配列、およびphaCRe構造遺伝子配列が挿入され、染色体上に配列番号3に記載のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有する菌株である。
 (製造例10)KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::PlacN19SDM-phaCReΔphaZ2,6株の作製
 製造例2で作製したKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株のphaZ1遺伝子を欠失した領域に、PHB生産用の遺伝子発現カセットを導入することを目的とし、DNA挿入用プラスミドを作製した。pCUP2-Plac-phaCReを鋳型とし、配列番号44および配列番号67で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。同様に配列番号66および配列番号45で示したDNAをプライマーとしてPCRを行った。上記PCRで得られた2種のDNA断片を鋳型とし、配列番号44および配列番号45で示したDNAをプライマーとしてPCRを行い、得られた断片をMunIで消化した。このDNA断片を、pNS2X-sacB-dZ1UL-SDM-phaCReをMunIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、phaZ1構造遺伝子より上流のDNA配列、lacN19プロモーターおよびREP-SDMからなる発現調節配列、phaCRe構造遺伝子配列、およびphaZ1構造遺伝子より下流のDNA配列を有するDNA挿入用プラスミドpNS2X-sacB-dZ1UL-PlacN19SDM-phaCReを作製した。
 製造例2と同様の方法で、KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株を親株としてpNS2X-sacB-dZ1UL-PlacN19SDM11-phaCReを用いてphaZ1遺伝子を欠失した領域にPHB生産用の遺伝子発現カセットを挿入した。得られた株はKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::PlacN19SDM-phaCRe ΔphaZ2,6株と命名した。KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::PlacN19SDM-phaCReΔphaZ2,6株は、染色体上のphaZ1遺伝子およびphaZ6遺伝子を全長欠失し、phaZ2遺伝子の16番目のコドンから終止コドンまでを欠失し、phaJ4b遺伝子の直上流にREPプロモーターおよびphaC1SD(REP-SD)配列からなる発現調節配列が挿入され、phaZ1遺伝子を欠失した領域にlacN19プロモーター、REP-SDM配列、およびphaCRe構造遺伝子配列が挿入され、染色体上に配列番号3に記載のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有する菌株である。
 (実施例1)KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaCRe株によるPHA混合品の生産
 製造例6で得られたKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 /pCUP2-Plac-phaCRe株を以下の条件で培養、精製し、PHA混合品を生産した。得られたPHA混合品の3HHモノマー比率は、10.1モル%であった。
 また、得られたPHA混合品についてアニール法による評価を行った結果、高温側の吸熱ピーク熱量は2.2 J/gであった。
 さらに、得られたPHA混合品についてPHA混合比率の分析、結晶化の評価、固化時間の測定を行った。得られた結果を表1および表2に示した。
 (培養)
 菌株は以下のように培養した。
 種培地の組成は、1%(w/v)肉エキス、1%(w/v)バクトトリプトン、0.2%(w/v)イーストエキス、0.9%(w/v)リン酸水素二ナトリウム12水和物、0.15%(w/v)リン酸二水素カリウム、50μg/Lカナマイシン、pH6.8とした。
 前培養培地の組成は、1.1%(w/v)リン酸水素二ナトリウム12水和物、0.19%(w/v)リン酸二水素カリウム、1.29%(w/v)硫酸アンモニウム、0.1%(w/v)硫酸マグネシウム七水和物、0.5%(v/v)微量金属塩溶液(0.1N塩酸に1.6%(w/v)塩化鉄(II)六水和物、1%(w/v)塩化カルシウム二水和物、0.02%(w/v)塩化コバルト六水和物、0.016%(w/v)硫酸銅五水和物、0.012%(w/v)塩化ニッケル六水和物を溶かしたもの)、50μg/Lカナマイシンとした。炭素源には、パームダブルオレイン油を2.5%(w/v)の濃度で用いた。
 PHA生産培地の組成は、0.578%(w/v)リン酸水素二ナトリウム・12水和物、0.101%(w/v)リン酸二水素カリウム、0.437%(w/v)硫酸アンモニウム、0.15%(w/v)硫酸マグネシウム七水和物、0.75%(v/v)微量金属塩溶液(0.1N塩酸に1.6%(w/v)塩化鉄(II)六水和物、1%%(w/v)塩化カルシウム二水和物、0.02%(w/v)塩化コバルト六水和物、0.016%(w/v)硫酸銅五水和物、0.012%(w/v)塩化ニッケル六水和物を溶かしたもの)とした。炭素源はPalm Fatty Acid Distillate(PFAD;MALAYSIAN BIOTECHNOLOGY CORPORATION SDN BDHより入手。遊離脂肪酸含量95.0%、脂肪酸組成C12:0 0.2%、C14:0 1.2%。C16:0 47.6%、C16:1 0.3%、C18:135.7%。C18:2 9.7%。C18:3 0.4%、C20:0 0.4%;融点43.8℃)を以下の手順で乳化したものを用いた。
 PFADを550gおよび水を450g量り取り、それぞれ60℃に加熱後、水に4.7gのリン酸水素二ナトリウム12水和物、および2.75gのカゼインナトリウムを溶解させた。溶解後、PFADと混合し、ホモミキサー(SILVERSON社製、LABORATORY MIXER EMULSIFER)を用いて攪拌数2500rpmにて予備乳化を行った。さらにこの予備乳化液を高圧ホモジナイザー(PAND2K型、ニロ・ソアビ社製)にて圧力10barrにて乳化操作を行い、乳化物を得た。
 各菌株のグリセロールストック50 μlを種培地10 mlに接種して24時間培養し、1.8 Lの前培養培地を入れた3 Lジャーファーメンター(丸菱バイオエンジ製MDL-300型)に1.0 %(v/v)接種した。運転条件は、培養温度30℃、攪拌速度500 rpm、通気量1.8 L/minとし、pHは6.7から6.8の間でコントロールしながら、28時間培養した。pHコントロールには7%水酸化アンモニウム水溶液を使用した。
 PHA生産培養は2 LのPHA生産培地を入れた10 Lジャーファーメンター(丸菱バイオエンジ社製MDL-1000型)に前培養種母を25 %(v/v)接種した。運転条件は、培養温度32℃、攪拌速度450 rpm、通気量3.0L/minとし、pHは6.7から6.8の間でコントロールした。pHコントロールには7 %水酸化アンモニウム水溶液を使用した。培養は45~54時間行った。
 (精製)
 培養経時および培養終了時、培養ブロスをサンプリングし、遠心分離によって菌体を回収、エタノールで洗浄後真空乾燥し、乾燥菌体を取得した。
 得られた乾燥菌体1 gに100 mlのクロロホルムを加え、室温で一昼夜攪拌して、菌体内のPHAを抽出した。菌体残渣を濾別し、エバポレーターで総容量が30 mlになるまで濃縮後、90 mlのヘキサンを徐々に添加し、1時間穏やかに攪拌した。析出したPHAを濾別後、50℃で3時間真空乾燥し、精製PHAとして取得した。
 (実施例2)KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-PJ4a-phaCRe株によるPHA混合品の生産
 KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6/pCUP2-Plac-phaCRe株に代えて、製造例6で作製したKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-PJ4a-phaCRe株を用いて、実施例1と同様の方法でPHA混合品を生産した。得られたPHA混合品の3HHモノマー比率は、11.5モル%であった。
 また、得られたPHA混合品についてアニール法による評価を行った結果、高温側の吸熱ピーク熱量は3.7 J/gであった。
 さらに、得られたPHA混合品についてPHA混合比率の分析、結晶化の評価、固化時間の測定を行った。得られた結果を表1および表2に示した。また、得られたPHA混合品のDSC曲線を図1に示す。
 (実施例3)KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaCRe株によるPHA混合品の生産
 KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaCRe株に代えて、製造例6で作製したKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaCRe株を用いて、実施例1と同様の方法でPHA混合品を生産した。得られたPHA混合品の3HHモノマー比率は、9.9モル%であった。
 また、得られたPHA混合品についてアニール法による評価を行った結果、高温側の吸熱ピーク熱量は9.5 J/gであった。
 さらに、得られたPHA混合品についてPHA混合比率の分析、結晶化の評価、固化時間の測定を行った。得られた結果を表1および表2に示した。
 (実施例4)KNK-005 Ptrp-phaJ4a ΔphaZ1::PJ4a-phaCReΔphaZ2,6株によるPHA混合品の生産
 KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaCRe株に代えて、製造例7で作製したKNK-005 Ptrp-phaJ4a ΔphaZ1::PJ4a-phaCReΔphaZ2,6株を用いて、実施例1と同様の方法でPHA混合品を生産した。得られたPHA混合品の3HHモノマー比率は、11.5モル%であった。さらに、得られたPHA混合品についてPHA混合比率の分析を行った。得られた結果を表1に示した。
 (実施例5)KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaCRe株によるPHA混合品の生産
 KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaCRe株に代えて、製造例6で作製したKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaCRe株を用いて、実施例1と同様の方法でPHA混合品を生産した。但し、培養時の炭素源として乳化PFADの代わりに、パームダブルオレイン油を使用した。得られたPHA混合品の3HHモノマー比率は、11.5モル%であった。さらに、得られたPHA混合品についてPHA混合比率の分析を行った。得られた結果を表1に示した。また、得られたPHA混合品のDSC曲線を図2に示す。
 (実施例6)KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::Plac-phaCReΔphaZ2,6株によるPHA混合品の生産
 KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaCRe株に代えて、製造例8で作製したKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::Plac-phaCRe ΔphaZ2,6株を用いて、実施例1と同様の方法でPHA混合品を生産した。但し、培養にはカナマイシンを添加しない培地を使用し、培養時の炭素源として乳化PFADの代わりに、パーム油を使用した。得られたPHA混合品の3HHモノマー比率は、11.0モル%であった。さらに、得られたPHA混合品についてPHA混合比率の分析を行った。得られた結果を表1および表2に示した。また、アニール法による評価を行った結果、高温側の吸熱ピーク熱量は4.5 J/gであった。このアニール法により求められた高温側熱量の数値から、別途作成した検量線(共生産品を擬似的に再現したPHBH/PHB混合品を、同様にアニール法により高温側熱量を測定)により、PHB含有量の推定値を求めたところ、4.2重量%と、アニール処理を行わない場合のDSC結果により求められた数値と一致することが確認された。
 (実施例7)KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::PlacN15SDM-phaCReΔphaZ2,6株によるPHA混合品の生産
 KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::Plac-phaCReΔphaZ2,6株に代えて、製造例9で作製したKNK-005 REP-phaJ4bΔphaZ1::PlacN15SDM-phaCReΔphaZ2,6株を用いて、実施例6と同様の方法でPHA混合品を生産した。得られたPHA混合品の3HHモノマー比率は、10.8モル%であった。さらに、得られたPHA混合品についてPHA混合比率の分析を行った。得られた結果を表1に示した。
 (実施例8)KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::PlacN19SDM-phaCReΔphaZ2,6株によるPHA混合品の生産
 KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::Plac-phaCReΔphaZ2,6株に代えて、製造例10で作製したKNK-005 REP-phaJ4bΔphaZ1::Plac19SDM-phaCRe ΔphaZ2,6株を用いて、実施例6と同様の方法でPHA混合品を生産した。得られたPHA混合品の3HHモノマー比率は、10.3モル%であった。さらに、得られたPHA混合品についてPHA混合比率の分析を行った。得られた結果を表1に示した。
 (比較例1)KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株によるPHAの生産
 KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaCRe株に代えて、製造例2で作製したKNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6株を用いて、実施例1と同様の方法でPHAを生産した。得られたPHAすなわちPHBHの3HHモノマー比率は、10.4モル%であった。さらに、得られたPHAについてPHA混合比率の分析、結晶化の評価、固化時間の測定を行った。得られた結果を表1および表2に示した。なお、得られたPHAのDSC曲線を図3に示す。吸熱ピークは143℃程度で終了し、PHBを生産していないため、高温側の吸熱ピークは存在しないことがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示したように、比較例1では155℃付近に吸熱ピークが見られないのに対し、実施例1~8では、154~165℃付近に吸熱ピークが観察された。このことから、PHB生産用遺伝子カセットの導入により、PHBHとPHBが同一細胞内で共生産されていることが確認出来た。なお、実施例1~8で見られた高温側の吸熱ピーク(Tm2)はPHB由来であるが、PHBの融点は本来175℃であることから、PHBを融点の低いPHBHと混合するとPHBの融点が低温側にシフトすることも確認された。高温側の吸熱ピーク熱量およびPHBの推定含有量は、phaCRe遺伝子を連結した発現調節配列、phaCRe遺伝子の導入形式、および炭素源により変化した。なお、実施例1~8で得られたPHA混合品中のPHBH の3HHモノマー比率は、上記PHA混合品としての3HHモノマー比率とPHB推定含有量から、約10~13モル%程度であることが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2に示したように、比較例1と比べ、実施例1~3、6では結晶化ピーク温度Tcが高温側に変化し、結晶化発熱量Hcが増大した。また実施例1~3、6の固化時間は、比較例1と比べて2倍以上短くなった。これらの結果からPHBHとPHBを共生産することにより、ポリマーの結晶固化速度が大きく改善されることが確認出来た。
 (製造例11)PHB生産用プラスミドpCUP2-PlacUV5-phaCReの作製
 製造例1で作製したKNK-005 ΔphaZ1,2,6株に導入するための、PHB生産用プラスミドpCUP2-PlacUV5-phaCReを作製した。
 まず、C. necator H16株のゲノムDNAを鋳型とし、配列番号54および配列番号55で示したDNAをプライマーとしてPCRを行い、得られたDNA断片をMunIで消化した。ポリメラーゼはKOD-plusを用いた。このDNA断片を、製造例5のpCUP2-SD-phaCReをMunIで消化したDNA断片と、DNAリガーゼを用いて連結し、lacUV5プロモーターとphaC1SD配列からなる発現調節配列、およびphaCRe構造遺伝子配列を有するPHB生産用プラスミドpCUP2-PlacUV5-phaCReを作製した。
 (製造例12)製造例1で作製したKNK-005 ΔphaZ1,2,6株を親株とする、PHB生産用プラスミド導入株の作製
 PHBHとPHBを共生産する菌株の作製を目的とし、製造例1で作製したKNK-005 ΔphaZ1,2,6株を親株とし、製造例3および11記載のプラスミドのいずれかを導入した菌株を作製した。
 まず、KNK-005 ΔphaZ1,2,6株をNutrientBroth培地で一晩培養した。得られた培養液0.5 mlをNutrientBroth培地100 mlに接種し、30℃で3時間培養した。得られた培養液を氷上で速やかに冷却し、菌体を回収して氷冷した蒸留水で良く洗浄した後、得られた菌体を2 mlの蒸留水に懸濁した。菌体液を各プラスミド溶液と混合し、キュベットに注入してエレクトロポレーションを行った。エレクトロポレーションは、MicroPulserエレクトロポレーター(バイオ・ラッド社製)を使用し、電圧1.5kV、抵抗800 Ω、電流25 mFの条件で行った。エレクトロポレーション後、菌体溶液を回収して5 mlのNutrient Broth培地を添加し、30℃で3時間培養した。得られた培養液を、100 mg/lのカナマイシン硫酸塩を含むNutrient Agar培地に塗布した。30℃で3日間培養し、得られたコロニーから各プラスミドが導入された菌株を取得した。得られた菌株をそれぞれ、KNK-005 ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaCRe株、KNK-005 ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-PlacUV5-phaCRe株と命名した。
 (製造例13)KNK-005 ΔphaZ1::Plac-phaCRe ΔphaZ2,6株の作製
 製造例1で作製したKNK-005 ΔphaZ1,2,6株のphaZ1遺伝子を欠失した領域に、PHB生産用の遺伝子発現カセットを導入した株を作製した。
 製造例2と同様の方法で、KNK-005 ΔphaZ1,2,6株を親株として、製造例8に記載のpNS2X-sacB-dZ1UL-Plac-phaCReを用いてphaZ1遺伝子を欠失した領域にPHB生産用の遺伝子発現カセットを挿入した。得られた株はKNK-005ΔphaZ1::Plac-phaCReΔphaZ2,6株と命名した。KNK-005ΔphaZ1::Plac-phaCReΔphaZ2,6株は、染色体上のphaZ1遺伝子およびphaZ6遺伝子を全長欠失し、phaZ2遺伝子の16番目のコドンから終止コドンまでを欠失し、phaZ1遺伝子を欠失した領域にlacプロモーター、phaC1SD(REP-SD)配列、およびphaCRe構造遺伝子配列が挿入され、染色体上に配列番号3に記載のPHA合成酵素をコードする遺伝子を有する菌株である。
 (実施例9)KNK-005 ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaCRe株によるPHA混合品の生産
 KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaCRe株に代えて、製造例12で作製したKNK-005 ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-REP-phaCRe株を用いて、実施例1と同様の方法でPHA混合品を生産した。得られたPHA混合品の3HHモノマー比率は、4.8モル%であった。さらに、得られたPHA混合品についてPHA混合比率の分析、アニール法による評価、固化時間の測定を行った。得られた結果を表3に示した。また、得られたPHA混合品のDSC曲線を図4に、アニール法によるアニール処理後のDSC曲線を図5に示す。
 (実施例10)KNK-005 ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-PlacUV5-phaCRe株によるPHA混合品の生産
 KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaCReに代えて、製造例12で作製したKNK-005 ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-PlacUV5-phaCRe株を用いて、実施例1と同様の方法でPHA混合品を生産した。得られたPHA混合品の3HHモノマー比率は、3.7モル%であった。さらに、得られたPHA混合品についてPHA混合比率の分析、アニール法による評価、固化時間の測定を行った。得られた結果を表3に示した。また、得られたPHA混合品のDSC曲線を図6に、アニール法によるアニール処理後のDSC曲線を図7に示す。
 (実施例11)KNK-005 ΔphaZ1::Plac-phaCRe ΔphaZ2,6株によるPHA混合品の生産
 KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1::Plac-phaCReΔphaZ2,6株に代えて、製造例13で作製したKNK-005 ΔphaZ1::Plac-phaCReΔphaZ2,6株を用いて、実施例6と同様の方法でPHA混合品を生産した。得られたPHA混合品の3HHモノマー比率は、4.1モル%であった。さらに、得られたPHA混合品についてPHA混合比率の分析、アニール法による評価、固化時間の測定を行った。得られた結果を表3に示した。
 (比較例2)KNK-005 ΔphaZ1,2,6株によるPHAの生産
 KNK-005 REP-phaJ4b ΔphaZ1,2,6 / pCUP2-Plac-phaCReに代えて、製造例1で作製したKNK-005 ΔphaZ1,2,6株を用いて、実施例1と同様の方法でPHAを生産した。得られたPHAすなわちPHBHの3HHモノマー比率は、4.8モル%であった。さらに、得られたPHAについてPHA混合比率の分析、アニール法による評価、固化時間の測定を行った。得られた結果を表3に示した。また、得られたPHAのDSC曲線を図8に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3の結果から、PHBHとPHBを共生産することにより、160℃より高い部分に融解熱量が生じ、ポリマーの結晶固化速度が大きく改善されることがわかった。なお、実施例9~11で得られたPHA混合品中のPHBH の3HHモノマー比率は、上記PHA混合品としての3HHモノマー比率とPHB推定含有量から、約4~6モル%の範囲内であることが確認された。

Claims (17)

  1.  共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子と、前記共重合PHA(A)とは融点が10℃以上異なるPHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の両方を有する微生物を培養することによって、融点の10℃以上異なる2種類以上のPHAを前記微生物の細胞内で同時に生産する工程を含む、PHA混合品の製造方法。
  2.  PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子が、Aeromonas属とは異なる生物種由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子である、請求項1に記載の製造方法。
  3.  共重合PHA(A)が、少なくとも3-ヒドロキシ酪酸と3-ヒドロキシヘキサン酸をモノマーユニットとして含有する共重合体である、請求項1または2に記載のPHA混合品の製造方法。
  4.  共重合PHA(A)が、3-ヒドロキシヘキサン酸をモノマーユニットとして8モル%以上含有する共重合体である請求項3に記載のPHA混合品の製造方法。
  5.  得られるPHA混合品が、DSC曲線において、85~180℃の間で少なくとも2つの吸熱ピークを示し、最も高温側の吸熱ピークの熱量が0.2 ~20 J/gである、請求項1~4いずれか1項に記載のPHA混合品の製造方法。
  6.  共重合PHA(A)が、3-ヒドロキシヘキサン酸をモノマーユニットとして3モル%以上8モル%未満含有する共重合体である請求項3に記載のPHA混合品の製造方法。
  7.  得られるPHA混合品が、DSC曲線において、85~180℃の間で1つの吸熱ピークしか示さず、160℃より高い部分の吸熱量が0.5~12J/gである、請求項1~4,6のいずれか1項に記載のPHA混合品の製造方法。
  8.  共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA 合成酵素をコードする遺伝子と、前記共重合PHA(A)とは融点が10℃以上異なるPHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子の両方を有する微生物。
  9.  PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子が、Aeromonas属とは異なる生物種由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子である、請求項8記載の微生物。
  10.  微生物がCupriavidus属である請求項8または9に記載の微生物。
  11.  微生物がCupriavidus necatorである請求項10に記載の微生物。
  12.  共重合PHA(A)を合成するAeromonas属由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子が、配列番号1で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子、または前記アミノ酸配列に対して85%以上の配列相同性を有し、且つPHA合成酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、請求項8~11いずれか1項記載の微生物。
  13.  PHA(B)を合成するPHA合成酵素が、ポリヒドロキシブチレートを合成するPHA合成酵素である、請求項8~12いずれか1項に記載の微生物。
  14.  PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子が、Cupriavidus属由来のPHA合成酵素をコードする遺伝子である、請求項8~13いずれか1項に記載の微生物。
  15.  PHA(B)を合成するPHA合成酵素をコードする遺伝子が、Cupriavidus necatorに由来する配列番号4で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子、または前記アミノ酸配列に対して85%以上の配列相同性を有し、且つPHA合成酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、請求項14記載の微生物。
  16.  さらに、R体特異的エノイル-CoAヒドラターゼをコードする遺伝子を有しており、当該R体特異的エノイル-CoAヒドラターゼをコードする遺伝子の発現が強化されている請求項8~15いずれか1項記載の微生物。
  17.  さらに、phbA遺伝子および/またはbktB遺伝子を有しており、当該phbA遺伝子の発現が抑制されている、および/または、当該bktB遺伝子の発現が強化されている、請求項8~15いずれか1項記載の微生物。
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