2001 Fiscal Year Annual Research Report
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11555209
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
石川 治男 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00081349)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荻野 博康 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 講師 (80233443)
後藤 雅宏 九州大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10211921)
古崎 新太郎 崇城大学, 工学部, 教授 (40011209)
柴谷 武爾 田辺製薬株式会社, 創薬研究所, 部長研究員
安田 昌弘 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40264808)
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| Keywords | 非水系バイオ / β構造 / プロテアーゼ / リパーゼ / 構造変化 / 失活 / 両親媒性粒子 / 固定化酵素 |
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| Research Abstract |
機能性製品やファインケミカル製品の製造プロセスでは、(1)取り扱う物質が水に不溶であることが多い、(2)化学的方法のみでは収率が必ずしも高くない、(3)製造工程数が多い、等により製品単位生産量当たりの副生成物や廃溶媒の量が極めて多い。そのため、生成した副生成物や廃溶媒を処理するために必要なエネルギーは膨大なものとなる。これらファインケミカル製品等の製造に酵素を触媒として用いることができれば、反応が特異的に進むため反応工程数の削減と副生成物の生成量の低減が可能となる。しかしながら、酵素は有機溶媒中などの特殊環境下では通常変性を起こし機能を消失する。本研究では、有機溶媒が存在する水溶液中や有機溶媒中といった非水系反応場で機能する反応素子(酵素)の開発を目的とする。
本年度は、有機溶媒に安定なPST-01プロテアーゼの有機溶媒存在下での立体構造の変化や活性の変化から、PST-01プロテアーゼがなぜ有機溶媒に耐性を持つのかを調べた。有機溶媒に安定なPST-01プロテアーゼや有機溶媒に安定でない既存のプロテアーゼのメタノール存在下での半減期や立体構造の変化を測定したところ、他の酵素に比べ、PST-01プロテアーゼはメタノール存在下での構造変化が著しく少ないことが明らかとなった。PST-01プロテアーゼは他の酵素に比べ、β構造の割合が低いことや、β構造を形成するポリアミノ酸はメタノール存在下で容易に構造変化を起こすことを勘案すると、酵素分子内のβ構造の存在が有機溶媒存在下での失活の起りやすさに関連している可能性が高いことがわかった。
また、有機溶媒中でのリパーゼのエステル交換反応に適した酵素固定化用の高分子粒子の開発を目的に、親水性部分としてアミノ基、疎水性部分としてステアロイル基からなる両親媒性官能基を導入した両親媒性粒子をシード共重合により合成し、両親媒性粒子への糸状菌のリパーゼの固定化を検討した。両親媒性粒子に固定化したリパーゼの加水分解活性は、これまでに報告されているDowex MWA-1、多孔質ガラスビーズおよびSepharose 6Bを用いて作製した固定化リパーゼの加水分解活性の150-8700倍も高いことが分かった。両親媒性粒子に固定化したリパーゼの有機溶媒中におけるエステル交換反応の比活性は、凍結乾燥リパーゼの93.4倍と非常に高く、本研究で作製した両親媒性粒子の酵素固定化用担体としての有用性が実証された。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] M.Yasuda et al.: "Simulation of Particle Growth in the Dispersion Polymerization of Styrene : The Termination Rate Constant in Particles"Macromolecular Theory and Simulation. 10・1. 54-62 (2001)
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[Publications] M.Yasuda et al.: "Simulation of a Particle Formation Stage in the Dispersion Polymerization of Styrene"Macromolecules. 34・10. 3261-3270 (2001)
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[Publications] M.Yasuda et al.: "Synthesis of Amphiphilic Polymer Particles for Lipase Immobilization"Macromolecular Chemistry and Physics. 202・16. 3189-3197 (2002)
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[Publications] M.Yasuda et al.: "Synthesis of Amphiphilic Polymer Particles by Seed Polymerization and Their Application for Lipase Immobilization"Macromolecular Chemistry and Physics. 203・2. 284-293 (2002)
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[Publications] M.Yasuda et al.: "Synthesis of Amphiphilic Particles in the Presence of Inert Solvents and their Application for Lipase Immobilization"Journal of Polymer Science Part A. 40・7. 874-884 (2002)
