2010 Fiscal Year Annual Research Report
脱炭酸酵素による超臨界および高圧二酸化炭素を利用するカルボキシル化反応の開発
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22550139
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
松田 知子 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 講師 (10319494)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山中 理央 姫路独協大学, 薬学部, 助教 (40454764)
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| Keywords | 酵素反応 / 二酸化炭素排出削減 / 超臨界二酸化炭素 / 合成化学 / 化学工業 / 脱炭酸酵素 / カルボキシル化反応 / 環境技術 |
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| Research Abstract |
地球温暖化の原因物質として全世界的な問題となっているCO_2を有効活用し、その削減に貢献すべく、申請者はこれまでの研究において、アルコール脱水素酵素や加水分解酵素、脱炭酸酵素等、様々な酵素を超臨界CO_2中で用いて、どのような酵素が効率的に働くのかを検討している。本研究においても、CO_2を反応物として用いる酵素反応を検討し、有用物質の合成法を見出すことを目的としている。現在までに、高圧CO_2存在下における炭酸固定化反応の開発を目指し、代表的な炭酸固定化反応関連酵素であるリンゴ酸酵素を用いて高圧CO_2中での酵素の安定化及び反応効率の検討を行った。
常圧条件下での炭酸固定化反応を調べるため、Brevundimonas diminuta (NBRC 13182)菌体を培養、超音波破砕により得られたcell-free extractにつき、リンゴ酸酵素活性を確認したのち、炭酸固定化反応を行い、補酵素再生系としてGlucose-6-phosphate dehydrogenase (G-6-PDH)の有無による比較を行ったところ、補酵素再生系を伴った反応が50%の収率で進行し、補酵素再生系を伴わない場合の5%と比較して収率が大幅に向上していることがわかった。
また、この2種の酵素cell-free extract及びG-6-PDHを、CO_2によって加圧処理し、L-リンゴ酸を基質とした反応の残存活性を求めた結果、両酵素とも、5MPaでほぼ失活したが、固定化法並びに添加剤による酵素の安定化を試みたところ、cell-free extractは、トレハロースを添加することにより、5MPaの圧力処理後でも60%以上の活性を保持させることができた。また、G-6-PDHは、セラミック系担体であるToyonite200AGA,及びToyonite200AGA-PEIに固定化することにより、同条件で50%程度の酵素活性を保持させることができた。
このように、現在までに酵素の安定化について、トレハロースの添加及び固定化法により、リンゴ酸酵素及びG-6-PDHを5MPaまで安定化させることができた。今後、この安定化方法をもとに、他の要素に対して耐性がある酵素を用いての圧力安定性の検討、補酵素再生系の構築、炭酸固定化反応の開発に取り組む予定である。
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Research Products
(8 results)
