新規脱ハロゲン化酵素のシアン付加反応による光学活性β-ヒドロキシニトリルの生産

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平成7年度において次のような研究成果を得ている(1)立体特異的ハロヒドリンエポキシダーゼを用いた光学特異的β-ヒドロキシニトリル合成:まずCorynebacterium属細菌から光学特異性を示すハロヒドリンエポキシダーゼを精製、単離した。本酵素はプロキラルなハロヒドリン(ジクロロプロパノール)を(R)-エピクロロヒドリンへ変換する反応とその逆反応をも触媒する。さらに(R)-エピクロロヒドリンとシアンイオンの存在下では、シアンの光学特異的付加反応が進行し、光学活性なβ-ヒドロキシニトリル(β-ヒドロキシブチロニトリル)が生成する。このシアン付加反応は不可逆反応であるので、光学純度の高い、β-ヒドロキシニトリルが生産蓄積する。ジクロロプロパノールから(R)-エピクロロヒドリンへの変換は可逆反応であったので、(R)-エピクロロヒドリンの代わりに、ハロヒドリン(例えばジクロロプロパノール)を添加し、シアン付加反応を検討したところ、光学活性なβ-ヒドロキシニトリルを生成することが明らかとなった。またエピクロロヒドリンを用いた場合に比べて、ハロヒドリンを用いる方が、非酵素的な反応がほとんどおこらないため、極めて光学純度の高いβ-ヒドロキシニトリルを生産できることを見いだした。このような本反応はキラルシントンを合成できる点で、応用的に大変意義深い。よって、本酵素の基質特異性を検討し、どのようなハロヒドリンが基質になりうるのかを検討したところ、かなり広い範囲で種々のハロヒドリンが良好な基質となることを明らかにした。