超臨界流体中での脂質修飾酵素を用いる酵素触媒反応

在超临界流体中使用脂质修饰酶的酶催化反应

基本信息

批准号：
12878104
负责人：
岡畑恵雄
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12878104/
关键词：
脂質修飾酵素超臨界流体糖転移反応炭酸固定反応

项目摘要

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。

本研究的目的是利用脂质修饰糖水解酶在二氧化碳超临界流体中进行区域选择性糖转移反应，并获得以下结果。通过将β-D-半乳糖苷酶的水溶液和阳离子脂质的水溶液混合，以沉淀物的形式获得脂质修饰酶。冻干后，使用吸收光谱和活性位点滴定测定蛋白质含量和酶活性。使用二氧化碳气体压缩泵和耐压容器在31°C和73个大气压以上形成超临界状态后，添加脂质修饰的β-D-半乳糖苷酶、作为糖供体的乳糖和作为受体的辛醇反应在玻璃耐压容器中进行，确认反应在均相体系中进行。经过预定时间后，减压以将反应介质蒸发为二氧化碳气体，并通过液相色谱法分析产物。由于超临界流体的密度和极性可以通过改变压力和温度来自由控制，因此我们研究了各种反应条件下的酶反应速率。我们还比较了与异辛烷等有机溶剂的反应速率和产率。我们通过改变醇分子（R-OH）作为受体，合成了有用的糖苷化合物。我们还研究了使用脂肪酶的酯合成反应，以及所谓的“碳酸固定”反应，其中丙酮酸羧化酶使用二氧化碳本身作为底物将二氧化碳转化为有机物。