高機能酵素変異体の創製と合成化学的応用

• 研究課題/領域番号: 20550152
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 依馬 正 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (20263626)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2010年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2008年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 酵素 / 変異 / 遷移状態 / エナンチオ選択性 / 光学活性化合物 / 不斉合成 / 酵素反応 / 進化 / 合成化学 / 光学活性アルコール / 動的速度論的光学分割 / フッ素

研究概要

汎用生体触媒であるリパーゼとカルボニル還元酵素を合理的変異導入あるいはランダム変異導入により進化させて高機能化するとともに、有用な光学活性化合物を不斉合成した。(1)苦手基質に対する触媒活性とエナンチオ選択性が同時に向上した二重変異体(I287F/I290A)リパーゼを創製し、その合成化学的有用性を実証した。(2)カルボニル還元酵素を用いてジフルオロメチレン基を有するβ-ケトエステルを高濃度不斉還元し、得られた光学活性アルコールを含フッ素β-アミノ酸誘導体へ変換した。

研究成果

• [雑誌論文] Chemoenzymatic Synthesis of Optically Active Alcohol and β-Amino-Acid Derivative Containing the Difluoromethylene Group. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ema, T.; Kadoya, T.; Akihara, K.; Sakai, T.
  • 雑誌名: J.Mol.Catal.B:Enz. 66(1-2) ページ: 198-202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rational Creation of Mutant Enzyme Showing Remarkable Enhancement of Catalytic Activity and Enantioselectivity toward Poor Substrates. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ema, T.; Kamata, S.; Takeda, M.; Nakano, Y.; Sakai, T.
  • 雑誌名: Chem.Commun. 46(30) ページ: 5440-5442
• [雑誌論文] Chemoenzymatic Synthesis of Optically Active Alcohol and β-Amino-Acid Derivative Containing the Difluoromethylene Group (2010)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Ema
  • 雑誌名: J.Mol.Catal.B : Enz. 巻: 66(1-2) ページ: 198-202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rational Creation of Mutant Enzyme Showing Remarkable Enhancement of Catalytic Activity and Enantioselectivity toward Poor Substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Ema
  • 雑誌名: Chemical Communications 46(印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] Rational Creation of Mutant Enzyme Showing Remarkable Enhancement of Catalytic Activity and Enantioselectivity toward Poor Substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 鎌田修輔, 武田匡弘, 中野靖子, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] Rational Creation of Mutant Enzyme Showing Remarkable Enhancement of Catalytic Activity and Enantioselectivity toward Poor Substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: 依馬正
  • 学会等名: 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
  • 発表場所: ハワイ
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] 酵素の合理的改変:遷移状態でCH/π相互作用を働かせる (2010)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 中野靖子, 鎌田修輔, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 第4回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 豊中
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 酵素の合理的改変:遷移状態でCH/π相互作用を働かせる (2010)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 中野靖子, 鎌田修輔, 武田匡弘, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 第14回生体触媒化学シンポジウムin静岡
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 多重変異導入によるリパーゼの触媒活性とエナンチオ選択性の合理的向上 (2010)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 中野靖子, 鎌田修輔, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 酵素の合理的進化と機能強化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 依馬正
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] Synthesis of Chiral Intermediates with Biocatalysts and Organocatalysts (2010)
  • 著者名/発表者名: 依馬正
  • 学会等名: The 3rd International Symposium for Future Technology Creating Better Human Health and Society : Molecular Targets for the Development of Therapeutic Agents against Cancer and Infectious Diseases in vitro, in vivo and in silico
  • 発表場所: Okayama
  • 年月日: 2010-02-03
• [学会発表] Synthesis of Chiral Intermediates with Biocatalysts and Organocatalysts (2010)
  • 著者名/発表者名: 依馬正
  • 学会等名: The 3rd International Symposium for Future Technology Creating Better Human Health and Society : Molecular Targets for the Development of Therapeutic Agents against Cancer and Infectious Diseases in vitro, in vivo and in silico
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-02-03
• [学会発表] 変異導入による酵素の触媒活性とエナンチオ選択性の合理的向上 (2009)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 鎌田修輔, 武田匡弘, 中野靖子, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 第13回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: 香川
  • 年月日: 2009-12-03
• [学会発表] gem-ジフルオロ化ケトンのバイオ不斉還元 (2009)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 穐原久美子, 門屋太郎, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] 二重変異導入によるリパーゼのエナンチオ選択性の合理的向上 (2009)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 鎌田修輔, 武田匡弘, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] 二重変異導入によるリパーゼのエナンチオ選択性の合理的向上 (2009)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 鎌田修輔, 武田匡弘, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学(船橋)
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] gem-ジフルオロ化ケトンのバイオ不斉還元 (2009)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 穐原久美子, 門屋太郎, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学(船橋)
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] カルボニル還元酵素を用いた有用キラル化合物群の不斉合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 井手彩矢佳, 門屋太郎, 穐原久美子, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 第12回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: 習志野
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] カルボニル還元酵素を用いたジフルオロメチレン基を有する光学活性アルコールの合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 門屋太郎, 穐原久美子, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 第12回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: 習志野
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] カルボニル還元酵素を用いた有用キラル化合物群の不斉合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 井手彩矢佳, 門屋太郎, 穐原久美子, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 第12回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: 東邦大学(習志野)
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] カルボニル還元酵素を用いたジフルオロメチレン基を有する光学活性アルコールの合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 門屋太郎, 穐原久美子, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 第12回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: 東邦大学(習志野)
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] 点変異導入による酵素の触媒活性とエナンチオ選択性の制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 鎌田修輔, 武田匡弘, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] 遺伝子組換え大腸菌を用いた医薬中間体の不斉合成に関するプロセス研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 井手彩矢佳, 沖田修康, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] 点変異導入による酵素の触媒活性とエナンチオ選択性の制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 鎌田修輔, 武田匡弘, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学(横浜)
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] 遺伝子組換え大腸菌を用いた医薬中間体の不斉合成に関するプロセス研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 依馬正, 井手彩矢佳, 沖田修康, 是永敏伸, 酒井貴志
  • 学会等名: 第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学(横浜)
  • 年月日: 2008-09-19
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://achem.okayama-u.ac.jp/soc/index.html
• [備考]
  • URL: http://achem.okayama-u.ac.jp/soc/index.html
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  • URL: http://achem.okayama-u.ac.jp/soc/index.html
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