環境調和型合成プロセス構築のための有機溶媒耐性酵素の開発

开发耐有机溶剂酶以构建环境友好的合成工艺

• 批准号: 11128244
• 负责人: 石川 治男
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11128244/
• 关键词: 有機溶媒耐性酵素; 有機溶媒耐性微生物; リパーゼ; プロテアーゼ; クローニング; 固定化担体; 両親媒性官能基; ゼロエミッション

ファインケミカル製品等の製造プロセスでは、反応の工程数、単位製品当たりの原材料、溶媒および副生物の種類と量が多く、しかもこれらを処理するためのエネルギーが極めて多い。このようなプロセスのゼロエミッションを達成するためには、反応工程数を減らし、溶媒や副生成物の量を大幅に低減することが重要である。酵素は、特異的に反応を進めることができ副生成物を生成しないため、環境調和型のクリーンプロセスを構築する上で大変有用であるが、有機溶媒存在下では、迅速に変性・失活する。そこで本研究は、有機溶媒耐性酵素の開発を目的とした。成果の概要は以下の通りである。まず、既に取得している有機溶媒耐性微生物Pseudomonas aeruginosa PST-01 株が細胞外に分泌する有機溶媒に安定なプロテアーゼ(PST-01 プロテアーゼ)を精製し、諸性質を検討した。また、P.aeruginosa LST-03 株が細胞外に分泌する有機溶媒に安定なリパーゼ(LST-03 リパーゼ)についても、精製と性質の検討を行った。ついで、酵素の有機溶媒安定性等の原因を明らかにするための第一段階として、PST-01 プロテアーゼ遺伝子のクローニングを行うとともに、組換え大腸菌でPST-01 プロテアーゼを生産させ、大腸菌でつくられるPST-01プロテアーゼの有機溶媒安定性等の性質がP.aeruginosa PST-01 株によって分泌されるプロテアーゼと同様であることを確認した。また、酵素の有機溶媒耐性が一層向上し、かつ繰り返し利用が可能となる酵素固定化用担体の開発を目的として、親水性部(アミノ基)と疎水性部(アシル基)を合わせ持つ両親媒性官能基を有する種々の高分子粒子を合成し、リパーゼの固定化量、有機溶媒安定性および有機溶媒中での活性の高い粒子の得られる合成条件を決定した。

The number of raw materials, solvents, and accessory organisms used in the production of these products is extremely high. It is important to reduce the amount of solvent and by-products in order to achieve this goal. Enzymes are highly reactive and reactive in the presence of organic solvents, and are rapidly reactive and inactive in the presence of environmentally compatible enzymes. The aim of this study is to develop enzymes resistant to organic solvents. Summary of results: The purification and characterization of Pseudomonas aeruginosa PST-01, a microorganism resistant to organic solvents obtained in vitro, were studied. P. aeruginosa LST-03 strain was used to study the extracellular secretion of organic solvent, stability and purification. The reasons such as the stability of organic solvents of enzymes, etc. are clearly stated. The first stage of enzyme production is carried out by PST-01, which is composed of Escherichia coli. E. coli PST-01 strain was identified for its stability in organic solvents. In addition, the organic solvent resistance of enzyme is gradually improved, and the stability of organic solvent is improved. The synthesis conditions for the development of enzyme immobilization support, the combination of hydrophilic group and aqueous group, the synthesis of polymer particles, the immobilization amount of organic solvent, the stability of organic solvent and the synthesis of high activity medium particles in organic solvent are determined.