イオン液体性コーティング剤による酵素安定化と活性化

使用离子液体涂层剂稳定和激活酶

基本信息

批准号：
16655073
负责人：
伊藤敏幸
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

加水分解酵素リパーゼはその高いエナンチオ選択性と幅広い基質適応性を活かして有機合成に幅広く活用されている.なかでも,有機溶媒中の不斉アシル化反応が有用である.しかし,有機溶媒中では反応速度が遅く,簡単な操作で酵素の活性化が実現できれば,有機合成上の意義は極めて大きい.なかでもBurkholderia cepacia由来の市販酵素PS-Cは幅広い基質に適応できる有機合成に有用な酵素として知られているが,基質によっては反応速度,エナンチオ選択性ともに不十分な場合がある.イオン性液体と酵素との高い親和性を期待し,各種ポリオキシエチレンアルキル硫酸イオンを対イオンに有するイミダゾリウム塩イオン液体を合成し,リパーゼPS-CのPH7.2リン酸緩衝液にイオン液体を加えて攪拌したのち凍結乾燥してイオン液体コーティングしたリパーゼを調製した.この酵素を触媒に用いて各種の2級アルコールについてジイソプロピルエーテル溶媒中でアシルドナーに酢酸ビニルを用いて不斉アシル化反応を行った結果,イオン液体でコーティングした酵素ではエナンチオ選択性を保持したまま,市販リパーゼPS-Cに較べて顕著な反応加速されることがわかった.そこで,各種のポリオキシエチレンアルキル硫酸イオンのイミダゾリウム塩を合成し,これらのイオン液体でコーティングしたリパーゼPSについて反応性を調べたところ,ポリオキシエチレン(10)セチル硫酸=1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムが最も優れた活性化効果を示すことがわかった.走査型電子顕微鏡でイオン液体コーティング酵素を観察したところ,イオン液体存在下で凍結乾燥すると多孔質のタンパク凝集体となることがわかった.さらに,MALD-TOF質量分析の結果,イオン液体とリパーゼタンパク複合体を観察することに成功した.イオン液体と酵素のタンパクが錯体を形成していることを実証した初めての例であると思われる.ついで,イオン液体コーティングした酵素について未処理と3-ヒドロキシペンタンイトリルのアシル化をモデル反応に酵素kineticsを調べた結果,イオン液体コーティングによる反応加速効果はエナンチオマーに依存せず,また,Kmもイオン液体コーティングの有無で変化しないことがわかった.

水解酶脂肪酶在有机合成中广泛使用，利用它们的高对映选择性和广泛的底物适应性。其中，有机溶剂中的不对称酰基化反应很有用。但是，如果有机溶剂中的反应速率缓慢，并且可以通过简单的操作来实现酶的激活，则有机合成的重要性非常重要。其中，Burkholderia cepacia的商业酶PS-C被称为有机合成有用的酶，可以适用于广泛的底物，但是根据底物，反应速率和对映选择性可能不足。为了希望在离子液体和酶之间高亲和力，将具有各种聚氧乙二基硫酸盐离子离子作为抗离子合成，并将离子液添加到脂肪酶PS-C的PH7.2磷酸盐缓冲液中，搅拌，然后搅拌，然后将离子液添加到pH7.2。准备涂层脂肪酶。将这种酶作为催化剂，使用乙酸乙酸乙烯酸盐作为二异丙基酯溶剂中的酰基供体的各种二级醇是不对称的酰化反应，并且发现与离子液体保留性覆盖的酶相比，与商业lipase PS-c相比，酶含有的酶含量很大。因此，合成了各种多氧乙二基硫酸烷基离子的咪唑盐盐，这些是在研究了与液体涂层的脂肪酶PS的反应性时，发现多氧乙烯（10）cetyl-甲基硫酸盐= 1-丁基-2,3-丁基-2,3-二甲基咪唑硫唑次雄激素表现出了巨大的表现。当使用扫描电子显微镜观察离子液体涂层酶时，发现在存在离子液体的情况下冻干时，冻干就变成了多孔蛋白质聚集体。此外，MALD-TOF质谱法表明使用了离子液体和脂肪酶蛋白。我们成功地观察了复合物。它似乎是复合物的第一个例子，证明了离子液体和酶的蛋白质形成复合物。然后，我们使用3-羟基苯二甲硝基的未处理和酰化的酶动力学研究了涂有离子液体的酶作为模型反应，并发现离子液体涂层的反应加速效应并不依赖于对映体的反应效应，并且km不适合任何离子液体涂层。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Synthesis of novel gem-difluorinatedcyclopropane hybrids : applications for DNA cleavage agents switched by photo irradiation

新型偕二氟化环丙烷杂化物的合成：通过光照射切换DNA切割剂的应用

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Journal of Fluorine Chemistry 127(印刷中)
影响因子：
0
作者：
Ninomiya;Keiko ; Tanimoto;Kunihiko ; Ishida;Nanae ; Horiii;Daisuke ; Sisido Masahiko ; Itoh;Toshiyuki
通讯作者：
Toshiyuki

Preparation of novel hydrophobic fluorine-substituted-alkyl sulfate ionic liquids and application as an efficient reaction medium for lipase-catalyzed reaction

DOI：
10.1016/j.tetlet.2006.01.017
发表时间：
2006-03
期刊：
Tetrahedron Letters
影响因子：
1.8
作者：
Y. Tsukada;Kazuhisa Iwamoto;H. Furutani;Yuichi Matsushita;Yoshikazu Abe;Kei Matsumoto;K. Monda;S. Hayase;M. Kawatsura;T. Itoh
通讯作者：
Y. Tsukada;Kazuhisa Iwamoto;H. Furutani;Yuichi Matsushita;Yoshikazu Abe;Kei Matsumoto;K. Monda;S. Hayase;M. Kawatsura;T. Itoh

イオン液体II-驚異的な進歩と多彩な近未来-,大野弘幸編,東京

离子液体 II - 惊人的进步和多样化的不久的未来 - 由 Hiroyuki Ohno 编辑，东京