高分子担体を活用した環境保全型酵素反応の開発

使用聚合物载体开发环境友好的酶反应

• 批准号: 01J04425
• 负责人: 下条 めぐみ
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Meisei University (2003)Keio University (2001-2002)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J04425/
• 关键词: 高分子担体; PEG(ポリエチレングリコール); 酵素反応; エナンチオ選択的加水分解反応; 鎖状炭酸エステル; ポリエチレングリコール; 酵素的反応; 加水分解反応; エナンチオ選択的反応

昨年度の研究により、酵素PPLを用いた分子量550,750,2000のPEGを担持させた基質とのエナンチオ選択的加水分解反応について明らかとなった。短鎖PEGを用いることで基質(鎖状炭酸エステル)の極性が非常に高くなるため生成物との分離が容易となり、TLCやNMRでの反応追跡が可能となる。一方、変換率が30%前後とさほど高くなく、分子量2000の基質においては水相からPEG-炭酸エステルを回収できないなど問題もあった。そこで本研究では有機溶媒とリン酸緩衝液の二相系で反応を行った。また、よりよい酵素系を探すため土壌より得た微生物を用いてスクリーニングを行った。分子量5000のPEGを担持させた基質を用い、ヘキサン/pH6.5リン酸バッファ=9/1の溶液中にPPLを添加し24時間撹拌を行った。分子量5000の基質においても反応が進行することが確認され、変換率は57%に向上し、E値は11であった。また、生成物と基質の分離が抽出及び濾過という一般的で比較的容易な方法によって可能になった。生成物である2級アルコールは反応終了後にヘキサンを用いて抽出を行うことで生成物のみを有機溶媒中に抽出することに成功した。また、未反応の基質についても続けて行う酢酸エチルによる抽出で水層より抽出に成功した。光学分割において最も手間がかかる分離の段階を誰でもできる方法によって成功したことは特筆に値すると思われる。また、土壌より得た微生物約200菌株に対してスクリーニングを行ったところ、6菌株において得られたアルコールの選択性が80%ee以上であることがわかった。これらの成果を現在雑誌論文に投稿準備中である。

去年的一项研究揭示了使用酶PPL的基板携带PEG的基材，其分子量为550,750,2000。使用短链PEG使底物（链碳酸盐酯）极高，使其易于与产品分离，并且可以通过TLC或NMR跟踪反应。另一方面，转化率在30％左右的情况下不高，并且在分子量为2000的底物中，也存在问题，例如无法从水相中回收PEG碳酸盐。因此，在这项研究中，使用有机溶剂和磷酸盐缓冲液的两相系统进行了反应。另外，为了找到更好的酶系统，使用从土壤中获得的微生物进行筛查。使用携带5000分子量的固定钉的底物，将PPL添加到己烷/pH 6.5磷酸盐缓冲液= 9/1的溶液中，并进行搅拌24小时。已经证实，即使用分子量为5000的底物，反应也会进行，转化率增加到57％，而E值为11。产品和底物的分离也通过常见且相对简单的提取和过滤方法使得可能。反应完成后用己烷提取二次酒精，仅将产物提取到有机溶剂中。此外，还通过乙酸乙酯连续提取，从水层中提取未反应的底物。值得注意的是，光学分辨率已经成功地以一种使任何人都能执行最费力的分离阶段的方法。此外，当从土壤中获得约200种微生物筛查时，发现在六种菌株中获得的酒精选择性为80％或更多。目前，这些结果已准备好提交期刊论文。