脂質分子膜被覆酵素の有機溶媒中での触媒作用とその薄膜化

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03453116
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 岡畑 恵雄 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (80038017)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 居城 邦治 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (90221762)
• Keywords: 脂質修飾酵素 / 有機溶媒中での酵素反応 / リパーゼ

Research Abstract

研究目的 本研究の目的は、酵素の表面を脂質膜で被覆することにより酵素機能を改変し、有機溶媒中での不斉エステル合成触媒として利用したり、薄膜化酵素を作ることにある。
研究成果の概要 1)エステラーゼやプロテアーゼなどの酵素水溶液と糖親水基をもつ合成ジアルキル脂質の水分散液を混合して、析出した白色の沈澱を集めて凍結乾燥して酵素ー脂質複合体を得た。
2)得られた酵素ー脂質複合体をイソオクタンなどの有機溶媒に溶かし、これに種々のカルボン酸と不斉アルコールあるいは不斉アミンを加えて室温度で不斉選択エステル化、アミド化反応を行なった。反応は設備備品として初年度に購入したインキュベーターを用いて行なった。その結果、脂質修飾リパーゼは1ーPhenylethanolのRー体を不斉選択的にエステル化することがわかった。
3)酵素の由来や有機溶媒の種類、基質の化学構造を系統的に変化させたところ、酵素の由来により基質選択性や有機溶媒中での安定性が大きく異なることがわかった。すなわち、酵素の由来や用いる有機溶媒の極性を変化させることにより、基質選択性や不斉選択性が制御できることがわかった。
4)酵素としてオキシゲナーゼやヒドロゲナーゼを用いて酵素ー脂質複合体を作製し、有機溶媒に溶かして水面上に展開し、LangmuirーBlodgett(LB)法を用いて白金電極上に1-2層累積した。水溶液中に基質を加えたときの選択的酸化還元反応を電気量から追跡したところ、酸化還元反応の応答性が高いことがわかった。

Research Products

• [Publications] Y.Okahata and K.Ijiro: "Preparation of a Lipidーcoated Lipase and Catalysis of Glycero Ester Syuthesis in Homogeneous Organic Solvents" Bull.Chem.Soc.,Jpn.65. 2411-2420 (1992)
• [Publications] 居城 邦治 岡畑 恵雄: "リパーゼの表面改変による新しい機能の発現" 化学と生物. 30. 77-78 (1992)