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

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。

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。