In silico モレキュラーインプリンティングによる人工酵素の開発

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1.In silicoで設計されたモレキュラーインプリント触媒(MIC)によるエステル転移反応MICの最適な分子構造をin silicoアプローチにより設計した。Chem3Dソフトウェアを用い、p-ニトロフェニルアセテイトを基質とし、リパーゼで触媒されるエステル転移反応の中間体の仮想ライブラリーを構築した。半経験的MOPAC法を用いて、最も安定な中間体になるようにエネルギーを最少化した。この結果により、鋳型分子のp-ニトロフェニルアセテイト存在下で、4(5)-ビニルイミダゾールとイタコン酸、トリメタクリル酸トリメチルプロパノールとの共重合によりMICを作製した。このMICによるp-ニトロフェニルアセテイトとヘキサノールのエステル転移反応はターンオーバー数26.2min^<-1>となった。また、p-ニトロフェニルサリチレイトよりもp-ニトロフェニルアセテイトに選択的であった(6.5倍)。2.In silicoで設計されたグルコースに特異的なリガンドMOEによりin silicoでグルコースに特異的なペプチドの設計を行った。ランダムな4残基のペプチドライブラリーを遺伝的アルゴリズム的に進化させ、特異的なペプチドを構築した。最初の4残基のペプチドライブラリーは15のアミノ酸残基からランダムに組み立てられた。遺伝的アルゴリズムを用い、3ラウンドの進化を行うことで、in silicoで120のペプチドを作り、グルコースとの結合を調べた。最初の世代では30%、世代が進むと3%のペプチドがグルコースに対して非特異的であった。2ラウンドの進化で収束し、特異性は116%に増加した。以上の結果、AAYYとFYFYはグルコースに対して最も特異的であった。一方、AAAAはグルコースに対して非特異的であるが、マルトースに対して特異的であった。現在、これらのペプチドを合成し、グルコースに対する特異性を検討中である。