含ハロゲン海産天然物の生成に関する酵素反応

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海産生物、とくに海藻がハロゲンを多く含んでいることは古くから知られていたが,どのような経路でハロゲンを取り込み,且つ蓄えるかは、きわめて興味のある問題である。我々はブロモパ-オキシダ-ゼの類縁酵素として,ラクトパ-オキシダ-ゼ(LPO)を用いた。LPOは,牛乳より得られ市販品が容易に入手できる酵素で,過酸化水素を第一基質として使い,Br^<【○!ー】>を二電子酸化してBr^<【○!+】>種を生じ,これにより第二基質である有機化合物と反応することが知られている。そこで基礎実験として,ゲラニオ-ルを第二基質とし酵素実験を行った。結果としてゲラニオ-ル末端ブロモヒドリンが生成したことより,Br^<【○!+】>種がこの反応に関与していることを強く想像させた。紅藻ソゾ属には今迄に数十種の含臭素環状エ-テルが単離,構造決定させている。これらの化合物はすべてロ-レジオ-ル類より分枝して種々の環状臭素エ-テルに至ると推定されていたが,その経路は構造上の関連から推定されたものであり,酵素化学的証明は皆無であった。我々は上述の基礎実験を基とし,酵素により生じたBr^<【○!+】>種が環状エ-テル化を引き起こすものと考えた。(6R__ー,7R__ー)ーロ-レジオ-ルを少量のDMSOに溶かし,NaBrを含むpH5.5のリン酸緩衝液に加え,続いてLPO,過酸化水素を12回に分け2時間の間に加えた。反応液をアルゴン気流の下5℃暗所にて24時間攪はんした所,首尾よくエ-テル環化反応が進行し,デアセチルロ-レンシンが生成することに成功した。デアセチルロ-レンシンを更に上述の酵素反応に付した所,双環性臭素エ-テルであるロ-レフシンおよびロ-レオキサニンが生成した。類縁酵素LPOにより目的とする臭素エ-テル環化が達成できたので,次に,海藻に含まれる天然の酵素を取り出すため,紅藻ウラソゾを用いて抽出,精製を行った。その結果,粗酵素の活性は,元の抽出液の約50倍に上昇した。この粗酵素液を用いた酵素反応の結果はLPOと同じだった。