油水二相系の酵素反応機構の解明と膜型バイオリアクタ-特性に関する反応工学的研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02650707
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 寺本 正明 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (60026086)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三宅 義和 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (70111995)
• Keywords: 酵素反応 / リパ-ゼ / 油水二相系 / マイクロエマルション / 界面反応 / ミハエリス・メンテン機構

Research Abstract

本年度は,油水二相系およびマイクロエマルション系において,酵素としてクモノスカビ起源のリパ-ゼ,牛のすい臓起源のαーキモトリプシンを用い,親油性基質である2ーナフチルアルキルエステルの加水分解反応速度およびその機構を解明することを目的に研究を進めた.
1.油水二相系でのリパ-ゼによるエステルの加水分解:疎水性の異なる種々のエステルを基質として,定界面積撹はん槽を用いてヘプタンー水二相系で,リパ-ゼによる加水分解反応速度を測定した.この結果を,基質の油水間の分配定数および界面吸着性,リパ-ゼの界面吸着特性および境膜物質移動係数を用いて油水界面での反応速度を評価し,水相系での反応速度と比較し油水界面反応の特性について考察を行った.
2.マイクロエマルション系での酵素反応速度及び機構の解明:油相(ヘプタン)中のマイクロエマルションにリパ-ゼおよびαーキモトリプシンを可容化させ,親油性基質2ーナフチルアセテ-トの加水分解反応速度を測定した.このときマイクロエマルションの水相コア中での反応の寄与は小さく,主に油水界面で進行することが判明した.また,リパ-ゼの場合は水相中での反応速度定数よりも大きくなる。いわゆるス-パ-アクティブな挙動を見いだした.この理由として,リパ-ゼの蛍光吸収パタ-ンが水相中に比べて低波長側にシフトすることから,酵素の構造変化によるものと推定された.一方,αーキモトリプシンの場合は,水相中での反応速度定数より小さな値が得られ,マイクロエマルションの水相の体積分率の増加につれ,水相に値に漸近するような結果が得られた.

Research Products

• [Publications] 三宅 義和: "LipaseーCatalyzed Hydrolysis of 2ーNaphtyl Esters in Biphasic System" Bioengineering & Biotechnology. (1991)
• [Publications] 三宅 義和: "マイクロエマルション系におけるリパ-ゼによるエステルの加水分解反応速度" 化学工学会第55年会研究発表講演要旨集. 369-369 (1990)
• [Publications] 三宅 義和: "マイクロエマルション系での酵素反応" 化学工学会第56年会 研究発表講演要旨集. (1991)