| 研究概要 |
酵素は20種のアミノ酸からなる高分子であり,特異な三次元構造を有するときにのみ活性を有する。溶媒が水以外のものであれば三次元構造は微妙に変化するので,酵素の反応性や選択性は重大な影響を受ける。我々は本プロジェクト研究で酵素に変異を導入すると当時に,様々なイオン液体の影響を調べる計画である。変異の種類,位置とイオン液体の組み合わせを変えることによってこれまでにない知見が得られることが期待できる。
我々は以前に好熱性古細菌のゲノムデータベースを検索し,エステラーゼをコードしていると考えられる遺伝子を特定し,実際にその酵素を大腸菌による過剰発現でることに成功している。いくつかの基質について,エナンチオ選択性はわずかにS選択的である。コンピュータによるモデリングの結果,catalytic triadはSer150,Asp243およびHis273と推定される。さらに活性部位付近にはLeu83,Try89,Phe197,Leu198,His202,Gly274等のアミノ酸残基があると予想される。
そこで,まず初めにこの酵素を使って酵素反応に対するイオン液体の効果をアミノ酸残基の変化(変異の導入)と共に評価するという新しいアプローチで研究することとした。実際の反応はイオン液体中であるので,加水分解ではなくエステル交換反応によるアシル化とした。
現在のところ,Phe197Val, Phe197Pro, Leu198Gly等の変異酵素と野生型酵素を比較し,また溶媒としては【bmim】PF_6およびジイソプロピルエーテルを比較しているが,いくつかのアシル化剤でいずれの場合もイオン液体中よりはジイソプロピルエーテル中でエナンチオ選択性が高いという結果が得られている。
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