新規微生物酵素アルドキシム脱水酵素を用いたニトリル合成

使用新型微生物酶醛肟脱水酶合成腈

• 批准号: 11760074
• 负责人: 加藤 康夫
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Toyama Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11760074/
• 关键词: aldoxime; dehydratase; Bacillus; Rhodococcus; screening; enzyme expression; nitrile; synthesis; acclimation; identification

本年度の研究の概要としては、1)アルドキシム脱水酵素生産のための最適培養条件の確立、2)本酵素反応条件の最適化とニトリル合成への応用を行った。以下、その詳細について具体的に述べる。1)本酵素生産のための最適培養条件の確立前年度研究で得られた、各種アルドキシム脱水酵素生産株のうち、ピリジン-3-アルドキシム分解菌として分離されたRhodococcus sp.YH3-3株を用いて、培地条件、培養温度や通気量といった詳細な培養条件を検討し、本脱水酵素活性生産のための最適条件を設定した。また、本酵素が誘導酵素か否かを確かめるため、各種のアルドキシム、ニトリル化合物を別途化学合成して培地に添加し、本酵素生産に及ぼす影響を見た。この際用いた各種培地用及び合成用の試薬は本研究費で購入した。培養には振盪培養装置・恒温槽等の既存の装置を用いて行った。2)本酵素反応条件の最適化とニトリル合成への応用1)で得られた最適条件下で培養した本菌の休止菌体を用いたアルドキシムからのニトリル合成について、反応溶媒・温度・添加物等の効果を詳細に検討し、本反応の最適条件を確立するとともに、本酵素の有する未知の触媒作用を探索した。酵素反応を行う際に、各種の界面活性剤および有機溶媒の添加もしくは熱処理した菌体を用いることにより、ニトリルの収率を倍以上向上させることに成功した。最適化された条件下で、化学合成した各種のアルドキシムの脱水反応を行った。その結果、ピリジン-2-アルドキシム、ピラジンアルドキシム、2-フリルアルドキシム、n-ブチルアルドキシム等のアリールおよびアルキルアルドキシムを基質として、対応するニトリルをいずれも好収率で合成する事ができた。また化学合成した各種基質を用いて本酵素の基質特異性を検討し、得られた結果をもとに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った。酵素により合成したニトリル化合物の構造の確認は現有の各種分析機器等を用いて決定した。

The summary of this year's research is as follows: 1) Establishment of optimum culture conditions for production of the enzyme; 2) Optimization of reaction conditions for the enzyme; The following is a detailed description of the specific details. 1) The optimal culture conditions for the production of this enzyme were established in the previous year's study. The optimal conditions for the production of this enzyme activity were established by analyzing the use, culture conditions, culture temperature and ventilation of various strains of Rhodococcus sp. YH3 -3. The enzyme is induced by various kinds of enzymes, and its chemical synthesis, production and influence are also observed. The cost of this research is the cost of all kinds of experiments for cultivation and synthesis. Culture equipment, such as shaking culture equipment, thermostats, etc., are used in the operation. 2) Optimization of reaction conditions for the enzyme and its application in synthesis 1) Detailed study of effects of culture under optimal conditions, reaction solvent, temperature and additives, establishment of optimal conditions for the enzyme and exploration of unknown catalytic effects of the enzyme. Enzyme reaction time, various interfacial active agents and organic solvent addition, heat treatment, bacteria use, the rate of recovery more than doubled, the success of Under optimized conditions, chemical synthesis and dehydration reactions were carried out. The results of this study include the following: 1. The basic elements of the 2-column layout, the 2-column layout, the n-column layout, and the 3-column layout are discussed in detail. In addition, the substrate specificity of this enzyme was investigated when various substrates were used in chemical synthesis, and the results obtained were reviewed. The substrate specificity of this enzyme was seen in various aspects, and several investigations were carried out on the reaction menu of this enzyme. The structure of the enzyme was determined by using various analytical machines.

项目成果

Y.Kato et al.: "Nitrile Hydratase Involved in Aldoxime Metabolism from Rhodococcus sp. strain YH3-3-Purification and Characterization"European Journal of Biochemistry. 263. 662-670 (1999)

Y.Kato 等人：“腈水合酶参与红球菌属菌株 YH3-3 的醛肟代谢 - 纯化和表征”欧洲生物化学杂志。

Y.Kato et al: "A Novel Heme-containing Lyase, Phenylacetaldoxime Dehydratase from Bacillus sp.strain OxB-1: Purification, Characterization, and Molecular Cloning of the Gene"Biochemistry. 39. 800-809 (2000)

Y.Kato 等人：“来自芽孢杆菌菌株 OxB-1 的新型含血红素裂解酶、苯乙醛肟脱水酶：基因的纯化、表征和分子克隆”生物化学。

Y.Kato et al.: "A Novel Heme-containing Lyase, Phenylacetaldoxime Dehydratase from Bacillus sp. strain OxB-1: Purification, Characterization, and Molecular Cloning of the Gene"Biochemistry. 39. 800-809 (2000)

Y.Kato 等人：“来自芽孢杆菌菌株 OxB-1 的新型含血红素裂解酶、苯乙醛肟脱水酶：基因的纯化、表征和分子克隆”生物化学。

Y.Kato et al.: "A New Enzymatic Method of Stereoselective Oxidation of Racemic 1,2-Indandiols"Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic. (in press).

Y.Kato 等人：“外消旋 1,2-茚满二醇立体选择性氧化的新酶促方法”分子催化杂志 B：酶促。

Y.Kato et al.: "Synthesis of Optically Active α-Monobenzoyl Glycerol by Asymmetric Transesterification of Glycerol"Journal of Molecular Catalysis B:Enzymatic. (in press).

Y. Kato 等人：“通过甘油的不对称酯交换合成光学活性 α-单苯甲酰基甘油”《分子催化杂志 B：酶》（正在出版）。