天然タンパク質の加水分解による生理活性ペプチドの新しい抽出合成法

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650764
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 平田 彰 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00063610)
• 研究分担者: 村上 義彦 日本学術振興会, 特別研究員(PD) (00339748) ; 常田 聡 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (30281645)
• キーワード: 抽出反応 / 天然蛋白質 / 蛋白質加水分解 / 生理活性ペプチド / プロテアーゼ / 非水系酵素反応 / ACE阻害ペプチド / ポリマー・酵素複合体

研究概要

本研究では、(1)原料蛋白質としてトウモロコシ蛋白質(zein)を取り扱い、蛋白質加水分解酵素を用いた加水分解反応によって、所望の抗圧ペプチド(昇圧系酵素であるアンジオテンシン変換酵素(ACE)の阻害ペプチド)の選択的生成を制御する事、及び(2)酵素反応系としてポリマーが形成する水性二相及び有機溶媒二相抽出法を利用することによって、分離・精製工程の簡略化を達成し得るプロセスを構築する事、を目的に研究を行い、以下の成果を得た。
1.蛋白質加水分解反応の制御
ポリスチレン(PS)とポリエチレングリコール(PEG)が形成する有機溶媒二相系において、native thermolysinを用いてzeinの加水分解反応を行う事によって、zeinが選択的に上相へ、限定加水分解物が両相へ、低分子量ペプチドが下相へ選択的に分配するプロセスを実現し得る事が判った。
2.蛋白質加水分解物の生理活性測定
蛋白質加水分解反応によって得られた加水分解物のACE阻害能を測定した。その結果、加水分解物はnative蛋白質よりも高いACE阻害能を示し、特に低分子量ペプチドが高い阻害能を示す事が判った。
3.有機溶媒中で機能する新しい酵素材料(ポリマー・酵素複合体)の提案
一分子のα-chymotrypsinに一分子のPEGが吸着した酵素-ポリマー複合体を調製したところ、著しく活性が向上する事が明らかになった。又この活性化現象は、非常に低い分子量のポリマーの吸着によっても引き起こされた。酵素へのポリマー吸着量が増加すると共に酵素活性は向上するが、過剰な吸着に伴い活性は低下した。リン酸緩衝液を用いて調製したPEG4000-α-chymotrypsin複合体(モル比8:1)はイソオクタン中においてnative α-chymotrypsinの約200倍の活性を発現した。

研究成果

• [文献書誌] Murakami,Y.et al.: "Pulsed column reactor as a novel tool for continuous enzymatic synthesis of peptide in an aqueous/organic biphasic medium"Biotechnol.Tech. 13[3]. 165-168 (1999)
• [文献書誌] Murakami.Y.and A.Hirata: "Complex between α-chymotrypsin and poly (ethylene glycol) catalycally active in organic media"Biotechnol.Tech. 13[8]. 545-548 (1999)
• [文献書誌] Murakami.Y.and A.Hirata: "Poly (ethylene glycol) -α-chymotrypsin complex catalytically active in anhydrous isooctane"J.Biosci.Bioeng.. 88[4]. 441-443 (1999)
• [文献書誌] Murakami.Y.and A.Hirata: "Enzymatic production of biologically active peptides utilizing extraction"Proc.Reg.Symp.Chem.Eng.. 1. A50-1-A50-6 (1999)
• [文献書誌] Murakami,Y.et al.: "Protease-catalyzed synthesis of peptide utilizing an extractive reaction in aqueous/organic biphasic system"Proc.Int.Solv.Extr.Conf.. (掲載予定). (2000)
• [文献書誌] Murakami,Y.et al.: "Extractive synthesis of peptide with enzyme catalytically active in organic media"Proc.Int.Solv.Extr.Conf.. (掲載予定). (2000)