2016 Fiscal Year Research-status Report
分子間重合酵素リアクターによる高効率な生理活性物質の合成技術の開発
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15K04639
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
山口 浩 東海大学, 阿蘇教養教育センター, 准教授 (00466236)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 固定化酵素 / 酵素リアクター / 酸化酵素 / ラッカーゼ / チロシナーゼ / 抗酸化物質 / L-Dopa |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高濃度に固定化した酸化酵素リアクターによる、低コスト・低環境負荷かつ効率の良い生理活性物質の合成技術の開発を行う。初年度は研究計画に基づき、酸化酵素のマイクロビーズ表面への高濃度固定化条件の確立と酵素リアクターの作製を行った。２年目は作製した酵素リアクターを用いた抗酸化物質の合成法の検討を行った。酸化酵素にはラッカーゼとチロシナーゼを利用した。ラッカーゼ酵素リアクターではポリカテキン合成を、チロシナーゼ酵素リアクターではL-Dopa合成をそれぞれ検討した。
（１）ラッカーゼ酵素リアクターによるポリカテキン合成：モノマー分子である(+)カテキンは、ラッカーゼの酸化反応によりラジカル分子となり重合体となる。ラジカル分子の生成量は、その後の重合反応に重要と考えられた。そこで、基質濃度・反応温度・反応時間について合成条件の検討を行った。その結果、重合体の合成は確認できたが、ラッカーゼ酵素の失活が観測された。これは生成したラジカル分子がラッカーゼまたは固定化支持体に直接作用した為と考えられた。現在、固定化酵素の利点をいかし、ラッカーゼ酵素による酸化反応とモノマー分子の重合反応を分けた多段階反応系の検討を行っている。加えてラジカル分子となるメディエーター分子の検討も行っている。
（２）チロシナーゼ酵素リアクターによるL-Dopa合成：L-チロシンを基質としてL-Dopa合成を検討した。その結果、作製したチロシナーゼ酵素リアクターは、報告されているリアクターと同等もしくは高い処理能力を示した。加えて、チロシナーゼによりL-Dopaを基質として生じるキノンがチロシナーゼを失活させたため、還元剤添加の条件検討を行った。これにより、繰返し合成可能な最適条件を見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
２年目の研究計画は、作製した酵素リアクターを用いた抗酸化物質の合成法の確立およびその生理活性評価であった。2種の酵素リアクターを用いて抗酸化物質の合成条件の検討は行ったか最適条件の確立と生理活性評価はできていない。これは、熊本震災により研究代表者の研究室が大きな影響をうけ機器およびサンプル等が使用できなくなったため研究活動が半年近くできなかったためである。現在、２年目から３年目の研究実施計画にそって研究活動を行っているため、研究はやや遅れていると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究は、２年目から引き続き作製した酵素リアクターを用いた生理活性物質の合成法の確立およびその生理活性評価を行う。
ラッカーゼ酵素リアクターによるポリカテキン合成では、ラジカル分子生成の酸化反応と重合反応を分けて行う。モノマー分子はT字型のコネクターを用いて酵素リアクターの酸化反応により生成されたラジカル分子と混合し、重合反応させる。メディエーターの種類と反応濃度、反応温度、送流速度を調節することで、最も効率のよい条件を見いだす。化合物の構造はMS測定、NMR測定により決定する。
得られたポリカテキンの生理活性はラジカル消去活性試験およびペルオキダーゼを介した過酸化水素消去活性試験により抗酸化活性を評価する。また、ポリカテキンによるα-グリコシダーゼ活性阻害実験を行い、2型糖尿病の経口投与薬の指標を評価する。加えて、培養細胞レベルでの生理活性評価も行う。これら活性測定の結果をもとに、高い生理活性を有するポリカテキンの重合度を決定し、酵素リアクターによる高い生理活性を有するポリカテキンの効率の良い合成法の開発を目指す。
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| Causes of Carryover |
消耗品購入において、購入金額が予定よりも安価であったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の消耗品購入に使用する。
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