酵素法によるフルクトース-1,6-二リン酸の高効率製造法に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555250
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 石川 治男 大阪府立大学, 工学部, 教授 (00081349)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 宏 ユニチカ(株), 中央研究所・生化学部, 部長
• Keywords: ホローファイバーリアクター / in-situ方式 / Bacillus stearothermophilus / ATP / アセチルリン酸 / グルコース / アセテートコナーゼ / グルコース

Research Abstract

1.基質や反応生成物の膜透過速度:リアクターに組み込むホローファイバーを用いて、ATP、フルクトース-1,6-二リン酸(FDP)等の膜透過速度を測定した。
2.ATP再生反応の機構と動力学:Bacillus stearothermophilus由来のアセテートキナーゼAkを触媒とするADPとアセチルリン酸からATPを再生する反応の速度を測定した。その結果、ATPが再生する方向の反応の速度Vと基質濃度Sの間の関係をすなわちV-S曲線はS字型つまりシグモイド型を示したが、逆反応はMichaelis-Menten型になり、極めて複雑な挙動を示した。ここで使用したAKは、テトラマ-であるが2つのサブユニットで1つの活性単位であることが判明しているので、Random Bi Bi機構に従うダイマー酵素であるとして反応速度式を導出し、反応速度の実測値と比較したところ両者は良好に一致することが判明した。そこで、これらの結果をまとめて論文として投稿中(J.Chem.Eng.Japan)である。
3.ホローファイバー型リアクターの作製とFDPの合成実験:モデル用の小型リアクターとしてホローファイバーを組み込んだ内径1.0cm、長さ30cmの管型リアクターを作製した。これを用いてFDPの合成反応を行ったところ、反応転化率の実測値は推算値よりもかなり小さい値を示した。これは、ホローファイバーと反応液供給用のステンレスパイプの接着不良による酵素の漏れやホローファイバーどうしの接触による物質移動用面積の減少などが原因と考えられる。現在、新しい装置を作製中である。
4.FDPの精製・結晶化法の確立:反応で得られたFDPを精製し、純度の高いFDPの結晶を得る条件をほぼ確立することが出来た。