超臨界流体中での脂質修飾酵素を用いる酵素触媒反応

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12878104
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岡畑 恵雄 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (80038017)
• 研究分担者: 森 俊明 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (50262308)
• キーワード: 脂質修飾酵素 / 超臨界流体 / 糖転移反応 / 炭酸固定反応

研究概要

本研究は、脂質修飾糖加水分解酵素を用いて二酸化炭素超臨界流体中での位置選択的な糖転移反応を行うことを目的として行い、以下の成果を得た。
β-D-ガラクトシダーゼの水溶液とカチオン性脂質の水溶液を混合することにより、沈殿として脂質修飾酵素を得た。凍結乾燥したのち、タンパク含量や酵素活性を吸収スペクトルや活性部位滴定法で定量した。
炭酸ガス圧縮ポンプと耐圧容器を用いて31℃、73気圧以上で超臨界状態にしたのち、耐圧ガラス容器に脂質修飾β-D-ガラクトシダーゼ、糖供与体であるラクトース、受容体であるオクタノールを加えて反応を行い、ガラス製の耐圧容器で反応が均一系で進行することを確かめた。
所定時間後、減圧にして炭酸ガスとして反応媒体を気化した後、生成物の分析を液体クロマトグラフィーで行った。
圧力と温度を変えることにより超臨界流体の密度と極性が自由に制御できるので、種々の反応条件下で酵素反応速度を検討した。またイソオクタンなどの有機溶媒中との反応速度や収率とも比較した。
受容体としてのアルコール分子(R-OH)を変えて有用配糖化合物を合成した。リパーゼによるエステル合成反応、さらには二酸化炭素自体を基質として、ピルビン酸カルボキシラーゼにより二酸化炭素を有機物に転換するいわゆる"炭酸固定"反応についても検討した。

研究成果

• [文献書誌] T.Mori,M.Naito,Y.Irimoto,and Y.Okahata: "Nucleobase Molecular Recognition in Supercritical Carbon Dioxide by using a Highly Sensitive 27 MHz Quartz-Crystal Microbalance"Chem.Commun.. 45-46 (2000)
• [文献書誌] K.Ariga,K.Endo,Y.Aoyama,and Y.Okahata: "QCM Analyses on Adsorption of Gaseous Guests to Cast Films of Porphyrin-Resorcinol Derivatives"Colloid and Surfaces. 169. 177-186 (2000)
• [文献書誌] Y.Ebara,K.Mizutani,and Y.Okahata: "DNA Hybridization at the Air-Water Interface"Langmuir. 16. 2416-2418 (2000)
• [文献書誌] S.Fukusho,H.Furusawa,and Y.Okahata: "In vitro selection and analysis of RNA aptarner recognize arginine-rich motif (ARM) model peptide on a QCM"Nucleic Acids Symposium. 44. 187-188 (2000)