酵素法によるD-パントイルラクトン及び関連光学活性水酸化化合物の生産に関する研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62560102
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 清水 昌 京都大学, 農学部, 助手 (70093250)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長沢 透 京都大学, 農学部, 助手 (60115904) ; 和泉 好計 京都大学, 農学部・, 助教授 (40026555)
• Keywords: ケトパントイルラクトン / パントイルラクトン / 立体選択的酸化還元反応 / レダクターゼ / Cardida parapsilosis / Rhadotoruca / minuta / Nocardia asteroides

Research Abstract

1.レダクターゼによるケトパントイルラクトンの不斉還元:Candida parapsilosis及びRhodotorula minutaにケトパントイルラクトンを特異的にD-パントイルラクトンへ変換する能力が高いことを見いだした. 本菌の洗浄菌体を酵素源とし, グルコースを還元のエネルギー源とする反応系を設定し, 収量増大のための最適化を行った. グルコース5%基質を12〜24時間ごとに1〜3%濃度になるようにフィーデングを行う反応条件下では, C.parapsilosisを用いると約100g/lのD-パントイルラクトンが生成した. このときの化学収率及び光学収率はそれぞれ99%及び95%e.e.であった. またR.minutaの菌体を用いると50g/lのD-パントイルラクトンが化学収率100%, 光学収率99%e.e.で得られた. この反応に関与するレダクターゼをC.parapsilosisの菌体粗抽出液より精製・単離した. 本酵素は分子量30000〜40000の単量体酵素であり, ケトパントイルラクトン以外にも種々の共役ポリケトン類に作用する共役ポリケトンレダクターゼであることを明らかにした.
2.ラセミ体パントイルラクトン中のL体のみを立体選択的に酸化し, これをD体へ還元してD-パントイルラクトンを得る方法:Nocardia属やRhodococcus属細菌にL-パントイルラクトン酸化能の強力な菌株が存在することを見い出した. N.asteroidesの洗浄菌体を酵素源として反応を行うと5〜10%のラセミ体基質中のL体基質のみを定量的にケトパントイルラクトンに酸化することができた. この際共存するD体は何ら変化を受けることなく反応液中に存在した. この反応液を上記のC.parapsilosisを用いる還元反応によって処理すると, ケトパントイルラクトンは定量的にDパントイルラクトンに変換された. 本法により, 安価なラセミ体基質を効率よくD体に変換する方法が確立された.

Research Products

• [Publications] Sakayu Shimizu: Applied and Enviromental Microbiology. 53. 519-522 (1987)
• [Publications] Sakayu Shimizu: Enzyme Microbial Technology. 9. 411-416 (1987)
• [Publications] Hiroyuki Hata: Agricultural Biological Chemistry. 51. 3011-3016 (1987)
• [Publications] Sakayu Shimizu: Agricultural and Biological Chemistry. 51. 289-290 (1987)