2007 Fiscal Year Annual Research Report
微生物の脱炭酸酵素を用いたコルベ・シュミット反応と芳香族ヒドロキシ酸の生産
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19580087
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
長澤 透 Gifu University, 工学部, 教授 (60115904)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 豊和 岐阜大学, 工学部, 准教 (90220657)
満倉 浩一 岐阜大学, 工学部, 助教 (70324283)
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| Keywords | 4-ヒドロキシ安息香酸 / コルベ・シュミット反応 / 超臨界二酸化炭素 / カルボキシル化反応 / 酸素感受性 / 4-ヒドロキシ安息香酸脱炭酸酵素 |
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| Research Abstract |
従来の有機合成手法によるカルボキシル基の導入反応(コルベ・シュミット反応)では副生成物や反応条件の点で問題があり、微生物酵素が触媒する位置選択的なカルボキシル化反応を活用することで、芳香族化合物の効率的な分子的高機能化が可能となる。そこで、微生物の脱炭酸酵素が備えている炭酸固定機能を活用して、さまざまな芳香族ヒドロキシ酸の生産法の開発を試みた。最重要課題は、微生物酵素によるKolbe-Schmitt反応による4-ヒドロキシ安息香酸の合成法の確立である。これまでに4-ヒドロキシ安息香酸脱炭酸酵素活性が極めて高いEnterobacter cloacae P240を微好気条件下で分離した。本酵素を精製単離し、逆反応によるCO2固定活性を確認し、遺伝子解析を終えた。本菌は高活性ではあるが、強い酸素感受性を示すため、実際の生産には向いていない。安定性に優れた4-ヒドロキシ安息香酸脱炭酸酵素を見出すことを目的とし、50℃での集積培養によって微生物を分離し、酵素の特性を休止菌体反応で検討した。分離株の休止菌体を調製し、酵素活性を脱炭酸反応で評価した結果、6株の微生物で活性が認められた。酵素活性は4-ヒドロキシ安息香酸を培地に添加すると強く誘導され、培地組成を最適化した。いずれの菌株でも脱炭酸反応の最適温度は50℃付近で、30分間の熱処理では50〜60℃までほぼ100%の活性が残存していた。これらの菌株は、超臨界二酸化炭素下での炭酸固定活性評価に適用できると考えている。現在、菌株の同定と炭酸固定活性について検討を進めている。
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