気固相媒体における固定化酵素反応プロセスの構築

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20560733
• Research Institution: Kochi National College of Technology
• Principal Investigator: 長山 和史 Kochi National College of Technology, 物質工学科, 准教授 (00270364)
• Keywords: 酵素反応 / 化学工学 / バイオリアクター

Research Abstract

本研究の目的は、気固相媒体における固定化酵素(アルコール脱水素酵素)反応を実験的に考究し、本法が適する反応系のもと最適な酵素活性を発現する操作条件を明確にし、本法による反応プロセスを構築するための基礎指針を確立することである。平成20年度に得られた研究成果は、次の通りである。1.本研究を遂行するために連続反応が可能な反応システムの設計を行い、基質を含む気体の流動状態や圧力変動などを検討し、反応システムの基礎特性を把握した。また、基質液体の気化が効率よく行える気液接触装置も併せて検討した。加えて、ガスクロマトグラフィーによる連続分析の操作条件を確立した。2.本法による医薬品などの有用物質の生産を念頭に、反応モデルとして2-プロパノールによる補酵素NADHの再生を通じた2-ブタノンから光学活性2-ブタノールの連続な還元反応を選定した。3.非多孔性ガラス粒子を担体とした固定化酵素を調製し、反応に供し、上述の還元反応に適する酵素を見出した。4.ガラス担体への酵素の固定化量並びに残存活性を固定化操作時の圧力と緩衝液pHを指標として実測し、最適な固定化条件を明らかにした。5.固定化酵素の活性が最大に発揮される供給気体内の水分活性の存在を明らかにした。6.固定化酵素の活性が反応温度に大きく影響されることを明らかにした。7.光学活性2-ブタノールの収率が、水分活性や反応温度の影響を被ることを明らかにした。