要旨：

ポリエチレンテレフタレート（PET）は、世界で最も一般的な熱可塑性プラスチックの一つです。その蓄積は、環境や人間の健康に悪影響を及ぼしています。現在、環境中のPETを削減する最善の方法は機械的リサイクルです。しかし、この方法では多量のエネルギーを消費し、温室効果ガスを排出する上、実施できる回数にも限りがあります。より持続可能で効率的なPETリサイクル方法を見つけるため、生分解技術の研究が進められています。 そのような技術の一つである酵素によるリサイクルは、結晶性PETを効果的に分解する酵素が開発されて初めて、工業規模での実施が可能となる。本プロジェクトは、より強力な結晶性分解活性を示す特徴――すなわち、疎水性で直線的な広範な活性部位の裂け目、および高い熱安定性――を備えたPET加水分解酵素を設計・発現させることを目的としている。 望ましい特性を強化するため、既存の水解酵素（PDB ID 7QJP）のアミノ酸配列に残基 の変異を導入した。得られた変異体は、Google Colab上のAlphaFold2（タンパク質の構造 予測を行うニューラルネットワーク）を用いてモデリングされた。Schrödinger Maestro において、これらの変異体は以下の機能を用いて評価された：タンパク質構造 アラインメント、タンパク質調製、ドッキング（PETフラグメントへの）、およびリガンド 相互作用図。さらに、システイン変異機能を用いて同定 潜在的なジスルフィド結合を特定した。最後に、DeepSTABp（深層学習ソフトウェア）を用いて融解温度を予測した。その結果、所望の特性を備えた80の有望な変異体が得られた。 最も優れた性能を示した変異体について、予備的な形質転換（熱ショック）および発現実験を実施したところ、発現に成功し、この変異体が機能する酵素であることが示された。誘導条件を最適化すれば、この変異体（および類似の変異体）を十分に回収し、その分解効率を確認するためのアッセイに使用できる量を得ることができる。これにより、酵素によるリサイクルの大規模な導入が可能となり、PETプラスチックをより持続可能な方法でリサイクルする道が開かれる可能性がある。

登壇者：

メナ・ボッグス、NCSSM／ノースカロライナ州立大学

メナ・ボッグスは、ノースカロライナ州立大学に入学予定の新入生で、同大学では化学工学、コンピュータサイエンス、あるいはバイオインフォマティクスのいずれかを専攻する予定です。彼女は環境保護に情熱を注いでおり、その情熱がプラスチック分解酵素に関する研究のきっかけとなりました。