| 研究課題/領域番号 |
07556027
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 試験 |
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| 研究分野 |
生物生産化学・応用有機化学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
山崎 素直 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科 (00011982)
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| 研究分担者 |
吉村 悦郎 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (10130303)
大久保 明 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (20111479)
佐藤 敏生 広島大学, 理学部, 教授 (90087130)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
9,600千円 (直接経費: 9,600千円)
1996年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1995年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
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| キーワード | DMSO還元酵素 / Rhodobacter sphaeroides / スルフォキシドの還元 / N-オキシドの還元 / 不斉有機合成 / 立体選択的合成 / 不斉合成 / キラルスルホキシド / N-オキシド / 不斉還元 / 脱窒光合成細菌 / Rhodobacter Sphaeroides / スルフォキシド還元 / 不斉還元合成 / 微生物還元 |
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| 研究概要 |
本研究は、脱窒光合成細菌Rhodobacter sphaeroides f.s. denitrificansの生産するDMSO還元酵素(DMSO-R)の各種スルフォキサイドおよびN-オキサイドの還元における広い基質選択性および高い立体選択性を応用して、新規な有機化合物の不斉合成法を開発することを目的とした。反応は精製酵素による反応、培養菌体に直接基質を投与して生菌による還元反応、および酵素を固定化し電極から電子供与するバイオリアクターの系を考察し、効果的な反応系の構築を目指した。酵素はFPLCにより極めて純度よく精製することが可能になった。DMSO-Rは各種のアルキルアリールスルホキシド(RArSO)およびピリジン誘導体とプリン誘導体のN-オキシドなど、広範なスルホキシドおよびN-オキシド誘導体を還元すること、還元反応は光学活性スルフォキサイドについては100%立体選択的に、しかも立体選択性には規則性があることを見出した。反応速度の解析にはキャピラリー電気泳動法が有効で、短時間に基質と生成物の良好な分離と定量ができ、それぞれの基質の反応速度VmaxおよびKmを決定できた。不斉合成に用いるRArSOを基質とした場合は、反応後スルホキシドを回収し、旋光度、キラルシフト試薬を用いたNMR、キラルHPLCカラムを用いてその鏡像体純度を算出した。本酵素によってラセミ体のスルホキシドのうち、S体のみを選択的に還元し、未反応のR体を100%e.e.で回収することができた。なおアリール基がベンジル基になると、選択性がかなり低下したが、速度論的光学分割を行うことによって純度よくR体を回収することができた。微生物を用いたキラルスルホキシドの直接不斉還元条件も検討した。本菌は、RArSOを添加したリンゴ酸培地では、生育が阻害されるので、まず、本菌を嫌気的明条件下、DMSOを添加して酵素を誘導し、これに反応基質を加えて還元した。この反応条件を検討した結果、対数増殖期の菌体よりも、定常期初期の菌体の方が、反応速度も速く、回収スルホキシドの鏡像体純度が高いという結果が得られた。基質としては、メチルフェニルスルホキシド、メチルトリルスルホキシド(MTSO)といったアルキル部分がメチル基の基質では効率よく進行し、特に不斉有機合成の出発原料となるMTSOはグラム単位でR体を調製することができた。
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