化学修飾一原子酸素添加酵素による有用化合物の不斉合成

• Project/Area Number: 06650923
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 生物・生体工学
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 田中 修司 長崎大学, 工学部, 助教授 (80217033)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1994: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: 一原子酸素添加酵素 / ドーパミンβ-ヒドロキシラーゼ / 酵素による有機合成 / 不斉合成

Research Abstract

一原子酸素添加酵素は、一般に酵素が持つ特異性(基質特異性、反応特性、立体特異性)に加え、高い化学結合活性化能を持つ。本研究課題では、一原子酸素添加酵素のひとつであるドーパ-ミンβ-ヒドロキシラーゼ(DBH)を取り上げ、DBHによる有用化合物の不斉合成について検討した。本酵素は生体内ではドーパミンのベンジル位を酸化し酸化し不斉に水酸基を導入しノルエピネフィリンを合成する酵素である。この触媒反応における化学的に反応性の乏しいC-H結合を活性化する触媒能は有機合成の観点からも注目される。
1.DBHの化学修飾
DBHは不安定な酵素であり、そのままでは合成反応への応用は困難である。この点を解決するため、本酵素をポリエチレングリコール誘導体で化学修飾した。化学修飾DBHは非常に安定で長期の保存が可能となった。さらに、化学修飾DBHはベンゼン、クロロフォルムなど有機溶媒に可溶となり有機溶媒中での使用も可能となった。
2.化学修飾DBHの有機溶媒中での特異性
化学修飾DBHを用いて種々の基質の不斉酸化を行った。本酵素は天然基質であるdopamine類似体の他に長鎖アルキル基を有するPhenyalkylamineやphenylalkylalcohol、複素環式化合物などのベンジル位を酸化し対応するアルコールまたアルデヒド誘導体を生成した。その中には、医薬品であるドーパミン拮抗剤の前駆体なり得るtrans-2-amino-1-indanolのaminoindoleからの合成を含むものであった。この広い基質許容性は、本システムの有機合成への利用の有用性を示すものである。また、調べた限りでは、その生成物はR体のみであった。