精密有機合成を指向した酵素機能発現の高効率化及びその応用に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06672115
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 秋田 弘幸 東邦大学, 薬学部, 教授 (60087525)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 南雲 紳史 東邦大学, 薬学部, 助手 (40246765) ; 尾能 満智子 東邦大学, 薬学部, 助教授 (80104149)
• Keywords: 酵素脂質会合体 / リパーゼ / リン脂質 / 不斉加水分解 / 固定化酵素

Research Abstract

生体では脂質合成に代表されるように疎水性物質の合成、代謝は細胞内の疎水的な生体膜の中、またはその界面に存在する酵素によって触媒されていると考えられる。しかしこのような疎水性環境下での酸素反応機構の解明はほとんどなされていない。これは疎水性環境下で酵素を安定に保ち、酵素反応を発現させる方法の開発が遅れているからである。これに対し、我々は天然の生体膜と類似の構造を有する人工脂質膜の構築を企画した。まず天然のリン脂質と類似の構造を有するアルキルエーテル型のリン脂質アナローグ27種を合成した。次いで、これらを用いて酵素(リパーゼ)が疎水環境下でも機能を発現できるように、生体膜の相近似モデルとしても重要と考えられる逆ミセル又は一分子膜ミセルを形成させることを検討した。リパーセ/水系と合成リン脂質化合物/有機溶媒系からなる二相系へ超音波を短時間照射することにより、種々の酵素(リパーゼ)/エーテル型リン脂質会合体を調製した。このようにして調製した会合体を用いて、難水溶性化合物の有機溶媒中の不斉加水分解反応を検討した。基質としては、薬理活性化合物(カルシウム拮抗剤であるジルチアゼム)合成のための合成中間体を選び、この化合物の二級水酸基をアシル化した化合物についてエナンチオ選択的加水分解が進行するかどうか検討した。反応は従来の合成ポリマー(光架橋性樹脂)を担体とした固定化リパーゼ法に比べて反応時間が著しく短縮され、加水分解生成物及び原料回収に相当するアシル体の収率、光学純度ともに高い値で得られた。本会合体を用いる反応では、リパーゼの精製により両生成物の光学純度が若干異なり、精製酵素から調製した会合体を用いると収率、光学純度ともに高いことが明らかとなった。回収された会合体を繰り返し用いても収率、光学純度ともに高いことが判明し、本会合体は固定化酵素としての機能を有することが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Hiroyuki Akita,Masako Nozawa,Isao Umezawa,Shinji Nagumo: "Lipase Catalyzed Resolution of (±)-2-Substituted 1-Propanol Derivatives Possessingan Aromatic Ring" Biocatalysis. 9. 79-87 (1994)
• [Publications] Machiko Ono,Yasuo Yamamoto,Reiko Todoriki,Hiroyuki Akita: "A Facile Synthesis of 4-Aryl-5-hydroxy-(2E)-Pentenoate Derivatives and its Applications to the First Synthesis of (±)-Curucudiol,(±)-Curcuhydroquinone and(±)-Curcuquinone" Heterocycles. 37. 181-185 (1994)
• [Publications] Hiroyuki Akita,Isao Umezawa,Masako,Nozawa,Shinji Nagumo: "Total Synthesis of (-)-Oudemansin X Based on Enzymatic Resolution Using Immobilized Lipase" Tetrahedron:Asymmetry. 4. 757-760 (1993)
• [Publications] Hiroyuki Akita,Isao Umezawa,Djadjat Tisnadjaja Hiroko Matsukura,Takeshi Oishi: "Enantioselective Acetylation of an α-Hydroxy Ester by Using Ether-Linked Lipid Lipase Aggregatesin Organic Solvents" Chem.Pharm.Bull.41. 16-20 (1993)
• [Publications] Hiroyuki Akita,Isao Umezawa,Hiroko Matsukura,Takeshi Oishi: "A Lioid-Lipase Aggregate with Ether Linkageas a New Type of Immobilized Enzyme for Enantioselective Hydrolysis in Organic solvents" Chem.Pharm.Bull.40. 318-324 (1992)
• [Publications] Hiroyuki Akita,Isao Umezawa,Hiroko Matsukura,Takeshi Oishi: "A Lipid-Lipase Aggregate as a New Type of Immobilized Enzyme" Chem.Pharm.Bull.39. 1632-1633 (1991)