研究課題
日本を始めとする先進国における化学産業はバルク製品の製造から、より付加価値の高いファインケミカル製品の製造に移行している。これらのファインケミカル製品の製造の触媒として基質特異性の高い酵素を利用することは、環境調和型の化学プロセスを構築する上で大変有用である。しかしながら、ファインケミカル製品の多くは難水溶性の化合物であり、高効率に製造するために用いられる有機溶媒存在下では酵素は容易に変性し、その触媒機能を喪失する。本研究では、酵素の有機溶媒耐性の要因を検討し、有機溶媒耐性生体触媒の創製に必要な知見を得ると共に、それらの知見を基にして、有機溶媒耐性生体触媒を創製する。本年度は、有機溶媒耐性微生物Pseudomonas aeruginosa LST-03株由来のLST-03リパーゼの進化分子工学的手法により見出した情報に基づいて、部位特異的変異により単一の変異を有する変異リパーゼを種々作成し、有機溶媒耐性に関与する部位・領域を同定した。また、計算科学的手法を用いて、有機溶媒耐性向上の理由についても考察した。一方、有機溶媒耐性微生物P. aeruginosa PST-01株由来のPST-01プロテアーゼとサーモライシンの活性中心の構造を比較し、アスパルテーム前駆体合成活性に及ぼすプロテアーゼの活性中心付近の構造について検討した。その検討結果を基に、PST-01プロテアーゼの活性中心のアミノ酸を部位特異的変異導入により改変し、高い有機溶媒耐性を有し、アスパルテーム前駆体合成活性に優れた高い酵素を開発した。
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化学工学論文集
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