2011 Fiscal Year Research-status Report
新規エナンチオ選択的イミン還元酵素の発見と光学活性アミンの効率的合成
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23560941
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
滿倉 浩一 岐阜大学, 工学部, 助教 (70324283)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 豊和 岐阜大学, 工学部, 准教授 (90220657)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | イミン不斉還元 / イミン還元酵素 / 光学活性アミン |
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| Research Abstract |
2-メチル-1-ピロリン(2-MPN)に作用する(R)-と(S)-イミン還元酵素(RIRとSIR)の酵素的諸性質を明らかにした。RIRとSIRは、どちらもNADPH依存型の還元酵素であり、30℃、pH 7.0付近で2-MPNに対して高い還元活性を示した。一方、pH 10-11では、RIRとSIRは、2-メチルピロリジンの酸化反応を触媒した。種々の阻害剤と金属イオンを反応系に添加して、還元活性を調べたところ、RIRとSIR活性は、どちらもSH酵素阻害剤で顕著に阻害された。 イミン化合物を用いてRIRとSIRの反応性を調べたところ、RIRは、2-MPN以外のイミンには作用しなかった一方、SIRは、2-MPNの他にΔ1-ピロリン-2-カルボン酸やキノリン骨格をもつ芳香族イミンに対して還元活性を示した。 大半のイミンは、水系で不安定であるため、通常の酵素反応において、利用できるイミンは限られている。もし、有機溶媒やイオン液体中で酵素反応を行うことが出来れば、イミン還元酵素の用途が広がると期待できる。そこで、10%(v/v)有機溶媒存在下でRIRとSIRを用いて2-MPN還元反応を行ったところ、アルコール溶媒存在下において約70%の酵素活性を維持した (無添加の相対活性100%としたとき)。 RIRとSIRのアミノ酸分析で得られた情報をもとにして、両酵素の部分遺伝子の情報を取得した。その後、ゲノムの制限酵素処理、インバースPCRを経て、酵素遺伝子の全塩基配列を決定した。RIRとSIRのアミノ酸配列をBLASTを用いて相同性検索したところ、既知のC=N結合を還元する酵素やカルボニル還元酵素との相同性はほとんどなく、またRIRとSIR間でも相同性は低いことが判明した。したがって、RIRとSIRは、ともに新規イミン還元酵素であると示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの研究でRIRとSIRの酵素的特徴と反応特性を明らかにした。また、RIRとSIRの一次構造解析も行っており、計画どおりに研究を遂行し、成果を出している。
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| Strategy for Future Research Activity |
以下に示した研究を実施する予定である。1) イミン還元酵素と補酵素再生系によるイミンからキラルアミンの高効率生産2) イミンの化学合成と基質特異性の検討3) 酵素反応場の検討 イオン液体-緩衝液系での酵素反応4) 組換え菌の作製
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度の研究費繰越分は、酵素反応場(イオン液体中での反応)の検討と基質合成の経費に当てる予定である。次年度は、おもに1)-4)について研究費を使用する予定である。1) 試薬やガラス器具などの消耗品2) 機器分析経費3) 研究成果発表および当該研究に関連した情報収集のための旅費等4) 査読付き論文の別刷
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