| 研究概要 |
炭酸固定機能を備えた新しい脱炭酸酵素群を利用した芳香族カルボン酸の合成法の開発を目的とし、炭酸固定機能の解析とより効率的な炭酸固定法の開発を目指した。2,3-および3,4-ジヒドロキシ安息香酸脱炭酸酵素の精製酵素を用いて、反応特性を比較した。2,3-ジヒドロキシ安息香酸脱炭酸酵素については、これまでに一部のカビに活性が分布するとされていたが、カビ全般に分布することを見出した。両酵素を単一に精製し反応特性を解析するとともに、炭酸固定機能を備えていることを示した。いずれの酵素についても、遺伝子をクローニングして一次構造の解析も進めた。水酸基の位置を厳密に認識してカルボキシル基の導入を触媒しており、位置選択的カルボキシノ化を触媒する独立した酵素ファミリーに属することが明らかとなった。
炭酸固定反応の反応場として超臨界二酸化炭素に着目した。超臨界二酸化炭素下で可逆的脱炭酸酵素の炭酸固定反応を検討したところ、常圧下と比べて変換率が極端に低下することが判明した。これは、反応液系のpHのシフトおよび温度設定値が酵素活性に大きく影響を及ぼすためと考えられた。そこで、比較的温度に強い脱炭酸酵素を持つ微生物を探索するために、50℃での4-ヒドロキシ安息香酸を用いた集積培養を行った。高温菌において4-ヒドロキシ安息香酸脱炭酸酵素を有する微生物を初めて見出し、培養条件を最適化した。分離した微生物株の脱炭酸酵素は50℃において最大活性を示し、温度安定性の面でも優れていた。今後、超臨界流体二酸化炭素を基質とする炭酸固定反応に適用することを計画している。
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