非水媒体中で機能する酵素複合材料の創製とその工業的利用

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555245
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 中塩 文行 九州大学, 工学部, 教授 (70037729)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坪井 彦忠 三井サイテック(株)技術研究所, 所長 ; 栫 隆彦 九州大学, 工学部, 助手 (20233679) ; 後藤 雅宏 九州大学, 工学部, 助教授 (10211921)
• Keywords: 酵素 / 有機溶媒 / リパーゼ / キモトリプシン / 光学分割 / 分離 / 重合 / 分子刷り込み

Research Abstract

界面活性剤で酵素を被覆するという新しい手法を用いて、有機媒体中で機能する酵素複合体の調製に成功した。調製した界面活性剤-酵素複合体(リパーゼおよびプロテアーゼ)は、通常の粉末酵素に比べて100倍以上の高活性を有して合成反応を触媒した。特に酵素複合体は、極性の低いヘキサン、ベンゼンといった有機溶媒中に完全に可溶化し、効率よく酵素反応が進行した。有機媒体中における酵素反応は、水中でおこる通常の加水分解の逆反応である合成反応を触媒する点が特徴である。さらに、Imprint法(分子刷り込み法)によって酵素特異性の変換を試みた結果、リパーゼ複合体の基質選択性の大幅な増大を達成した。
また、上記酵素複合体を用いて、光学活性な薬剤イブプロフェンの合成を試みた結果、光学活性な(S)一体のみを優先的に生産できることが明かとなった。酵素活性の発現機構を速度解析によって詳細に検討した結果、酵素複合体の不斉認識が、基質を取り込んだ後の反応過程で生じることが示された。
さらに、界面活性剤-リパーゼ複合体がポリエステルの重合反応を効率よく触媒することが示され、本酵素反応系が、高分子の合成反応の触媒として利用できることが明かとなった。界面活性剤で修飾された酵素複合体は、化学品製造の新しいプロセスの構築を可能にし、今後のいろいろな分野での応用が考えられる。

Research Products

• [Publications] M.Goto et al.,: "Enzymatic interesterification of triglyceride with surfactant-coated lypase in organic media" Biotech.& Bioeng.45. 27-32 (1995)
• [Publications] M.Goto et al.,: "Novel preparation method for surfactant-coated enzymes using W/O emulsion" Biotechnology Techniques. 9. 101-104 (1995)
• [Publications] N.Kamiya et al.,: "Surfactant-coated lipase suitable for the enzymatic resolution of menthol as a biocatalyst in organic media" Biotechnology Progress. 11. 270-275 (1995)
• [Publications] M.Goto et al.,: "Novel surfactant-coated enzymes immobilized in poly(ethylene glycol) microcapsules" Biotechnology Techniques. 9. 81-84 (1995)