放線菌Streptomyces albulus が菌体外に産生するε-ポリ-L-リジン(ε-PL)は、高い安全性が認められている抗菌物質であり、数少ない“天然”食品保存料として国内外で利用されています。
ε-PL は、アミノ酸であるリジンが直鎖状につながった単純なポリマー構造であるにも関わらず、微生物生体内でどの様に合成されるのかについては不明のままでした。
ε-PL の生合成と分解機構を分子レベルで解明し、さらにそれを改良することが出来れば、多種多様な機能性ポリアミノ酸(ホモポリアシド)の創製が可能となりライフサイエンス、化学工業分野への応用が期待できます。

ε-PL は25 個~35 個のリジンがペプチド結合によってつながったペプチド化合物です。
そこで、ε-PL生産微生物が持つペプチド合成酵素を精製する手法にて研究を行いました。
3年間におよぶ苦労の末、ε-PL 合成酵素(Pls)を見出すことができ、さらに、その酵素の詳細な機能と遺伝子を明らかにした結果、本酵素はこれまで全く報告のない極めて新奇性の高い構造と反応機構を有するペプチド合成酵素であることを明らかにしました(Nature Chemical Biology, 4, 766-772, 2008)。

天然化合物であるε-PL の化学構造は化学合成ナイロンと同じくポリアミド構造を持っています。
近年、石油に依存しない環境に調和した新しい素材として「バイオプラスチック」への期待が年々増しているなかで、ε-PL 合成酵素を利用することで、強靱かつ柔軟で耐油性や耐薬品性に優れるポリアミド系バイオプラスチックを微生物によって創製することが可能になると考えています。
この様なバイオプラチックの新規創製技術の開拓にもチャレンジしたいと考えています。