オピン脱水素酵素による光学活性二級アミンジカルボン酸誘導体の高立体選択的合成

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本年度の研究の概要としては、1)本酵素の基質特異性検討のための各種基質合成、2)本酵素の基質特異性の検討、3)前年度の研究で確立された最適条件下での各種オピン化合物の不斉合成、4)L-アミノ酸合成系を反応系内に組み込んだケト酸からのone-potでのオピン化合物のキラル合成を行った。その詳細について具体的に述べる。1) 本酵素の基質特異性を詳細に検討するため、各種の合成基質を化学合成法を用いて合成した。この際、合成の為の各種合成試薬等の消耗品を購入するために、本補助金が大いに役立った。合成した化合物の構造の確認は既存の分析機器である核磁気共鳴スペクトル、赤外吸収スペクトルや質量分析装置等を用いて行った。2) 1)で合成した合成基質を始めとして、各種の天然・非天然型化合物を用いて詳細に本酵素の基質特異性を検討した。得られた結果をもとにして、基質特異性の面から見た本酵素の反応メカニズムについて若干の考察を行うことが出来、英国のシェフィールド大学と共同研究を行っている本酵素の結晶解析および反応機構の解明の足がかりが出来た。3) 基質特異性の結果を参考にして、3)で確立した反応条件下で各種のオピン化合物の不斉合成を大スケールにて行い、本酵素反応の反応条件と基質特異性、および立体選択性の相関関係についてもあわせて検討を加えた。酵素により合成したオピン化合物の構造および光学純度の確認は1)で示した各種分析機器や高速液体クロマトグラフィー等を用いて決定した。4) L-アミノ酸脱水素酵素を反応系に共存させたオピン合成についても検討した。大スケールでの合成反応をにらんで、野生株もしくは遺伝子組換え菌よりL-フェニルアラニン脱水素酵素を大量に精製した。L-アミノ酸合成系を反応系内に組み込んだケト酸からのone-potでのオピン化合物のキラル合成について反応の諸条件を検討し、得られた最適条件下で反応を行い、得られた生成物の構造、光学純度、絶対立体配置を決定した。