ホスト化合物を利用した人工アシル基転移酵素モデルの開発とその応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14572025
• Research Institution: Kobe Gakuin University
• Principal Investigator: 国嶋 崇隆 神戸学院大学, 薬学部, 講師 (10214975)
• Keywords: 超分子 / 人工酵素 / ホスト-ゲスト / シクロデキストリン / クラウンエーテル / 脱水縮合反応

Research Abstract

1.触媒的アミド化反応の至適条件と適用限界の解明
補酵素となるCDMTと結合することによって触媒としての役割を担う3級アミンならびに反応の進行に伴って発生する塩酸の中和剤について,その塩基性,立体的嵩高さ,当量関係,及び使用溶媒などに焦点を絞り,反応収率や速度に及ぼす影響を調べた.その結果,溶媒の性質(極性やプロトン供与性の大きさ)によって用いるべき触媒や中和剤が異なることを見出すとともに,その理由を考察し,溶媒に応じた反応の至適条件を明らかにした.
2.シクロデキストリン(CD)を利用した疎水性カルボン酸に特異的な酵素モデルの開発
CDの種類(α,β,γおよびそれらの化学修飾体)や,3級アミンの導入位置を変えた幾つかの触媒を合成し,それらの触媒機能を調べた.その結果,用いるCDのキャビティーの大きさと疎水性(親水性)の程度によって基質特異性が異なることを見出した.一方,縮合するアミンについても特異性が発現されることを明らかにした.
3.クラウンエーテルを用いたアミノ酸類の特異的アミド化酵素モデルの開発
1級アンモニウムとクラウンエーテルとの水素結合を利用して,18-クラウン環に3級アミンを導入した化合物を合成し,その人工酵素としての機能を検討した.その結果ω-位に1級アミノ基を有するカルボン酸に特異的に作用し,基質特異的ラクタム化反応が進行することを見出した.この際,溶媒効果が特異性に大きく影響し,その効果がホスト-ゲスト錯体の安定性と相関性があることを明らかにし,人工酵素としての機能発現が酵素-基質錯体形成に基づくことを示した.