イオン液体中における分子集合系を利用する生体触媒反応

在离子液体中使用分子组装系统的生物催化反应

基本信息

  • 批准号:
    07F07133
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2007 至 2008
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

イオン液体(ILs)は、様々な陽イオンと陰イオンの組み合わせによって、既往の溶媒にはない興味深い性質を示す常温溶融塩である。近年、ILsは、酵素を用いた物質変換など広範囲にわたる応用において、環境への負荷低減可能な溶媒として注目されている。ILs中の酵素反応は、従来の有機溶媒中での酵素反応と比較して、高い転換率、高いエナンチオ選択性、高い酵素安定性を示すことが報告されている。しかしながら、酵素タンパク質は大部分のILsに不溶であるため、酵素をILsへ懸濁させたまま反応を行う一部の応用に留まっている。これまでに我々は、陰イオン界面活性剤(AOT)と1-ヘキサノールを用いて、疎水性のIL([C_8mim][Tf_2N])中にナノメートルサイズの安定な水環境を提供するwater-in-IL(w/IL)型マイクロエマルジョンの調製に成功した(Chem.Phys.Chem.9,689,2008)。w/ILエマルジョンは、その微少水滴中に酵素を可溶化することができ、従来の油中水滴(water-in-oil:w/o)型エマルジョンと同様に、水と界面活性剤分子の層によって、ILとの接触による酵素の失活を防ぐことが可能である。そこで我々は、w/ILエマルジョンに溶解したリパーゼPS(Green Chem.10,597,2008)と西洋わさびペルオキシダーゼ(Langmuir 25,977,2009)の2種類の酵素について、その触媒特性を検討した。その結果、w/IL型エマルジョン中の酵素活性は、イソオクタンとAOTを用いて形成する従来のw/o型エマルジョン中の酵素活性よりも高いことが確認された。また、w/ILエマルジョン中の酵素活性は、基質濃度、W_o(界面活性剤に対する水のモル比)、pH、1-ヘキサノール含有量といったパラメータに依存することを確認した。本研究で開発したw/ILエマルジョン系は、酵素反応場、分離技術、タンパク質リフォールディング、ナノマテリアル合成、薬物送達技術など様々な分野に展開が可能な新たな分散系として、広範な応用が期待される。
离子液体(IL)是室温熔盐,由于各种阳离子和阴离子的结合而表现出传统溶剂中所没有的有趣特性。近年来,离子液体作为可以在使用酶进行材料转化等广泛应用中减少环境影响的溶剂而引起了人们的关注。据报道,与有机溶剂中的传统酶促反应相比,IL 中的酶促反应表现出更高的转化率、更高的对映选择性和更高的酶稳定性。然而,由于酶蛋白不溶于大多数IL,因此该方法仅限于一些在酶悬浮于IL中时进行反应的应用。到目前为止,我们已经利用阴离子表面活性剂(AOT)和1-己醇在疏水性离子液体([C_8mim][Tf_2N])中提供纳米级稳定的水环境,成功制备了疏水性离子液体([C_8mim][Tf_2N])型微乳液(化学.物理.化学.9, 689, 2008)。 w/IL乳液可以将酶溶解在其微小的水滴中,并且与传统的油包水(w/o)乳液类似,它们具有一层水和表面活性剂分子,可以防止酶因接触而失活。伊利诺伊州。因此,我们研究了溶解在 w/IL 乳液中的两种酶:脂肪酶 PS (Green Chem. 10, 597, 2008) 和辣根过氧化物酶 (Langmuir 25, 977, 2009) 的催化特性。结果,证实w/IL乳液中的酶活性高于使用异辛烷和AOT形成的常规w/o乳液中的酶活性。我们还证实,w/IL 乳液中的酶活性取决于底物浓度、W_o(水与表面活性剂的摩尔比)、pH 值和 1-己醇含量等参数。本研究开发的w/IL乳液体系作为一种新型分散体系,有望在酶反应领域、分离技术、蛋白质重折叠、纳米材料合成和药物输送技术等各个领域具有广泛的应用。完成。

项目成果

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专利数量(0)
Water-in-ionic liquid microemulsions : a new medium for biocatalytic reactions
离子液体包水微乳液:生物催化反应的新介质
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. M. Zaman;et. al.;M. Moniruzzaman
  • 通讯作者:
    M. Moniruzzaman
Water-in-ionic liquid microemulsions as a new medium for enzymatic reactions
  • DOI:
    10.1039/b802501k
  • 发表时间:
    2008-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Moniruzzaman, Muhammad;Kamiya, Noriho;Goto, Masahiro
  • 通讯作者:
    Goto, Masahiro
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