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有機フッ素化合物のバイオコンバージョン:フッ素脱離・導入の酵素触媒機構と応用

有机氟化合物的生物转化：酶催化除氟机理/介绍及应用

基本信息

批准号：
14703021
负责人：
栗原達夫
金额：
$ 18.39万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14703021/
关键词：
フルオロ酢酸デハロゲナーゼ有機フッ素化合物脱ハロゲン 2-ハロアクリル酸レダクターゼ有機ハロゲン化合物不斉還元 Burkholderia 2-クロロプロピオン酸フルオロ酢酸 2-ハロ酸 2-ハロ酸デハロゲナーゼ

项目摘要

1.フルオロ酢酸デハロゲナーゼの構造と機能フルオロ酢酸デハロゲナーゼはフルオロ酢酸の加水分解的脱ハロゲン反応を触媒し、グリコール酸を与える。脂肪族フッ素化合物の強固な炭素-フッ素結合の切断を触媒する唯一の既知酵素である。本酵素はフルオロ酢酸を最も良好な基質とするが、クロロ酢酸にも、その4%の活性を示す。本酵素反応では、触媒中心アスパラギン酸残基の側鎖カルボキシル基が基質のα-炭素を求核攻撃し、ハライドイオンが脱離するとともに、酵素と基質が共有結合したエステル中間体が生成する。続いてヒスチジン残基が活性化した水分子によって中間体が加水分解され、グリコール酸が遊離するとともに、触媒中心アスパラギン酸残基が再生する。本研究では、Burkholderia sp.FA1が生産する本酵素の構造と機能を解析した。結晶構造解析によって活性部位に存在することが示されたアミノ酸残基を部位特異的変異法で改変し、触媒能への影響を調べた。触媒中心のAsp104、His271のほか、これらの近傍に存在するArg105、His149、Arg108、Tyr147、Phe34、Tyr212、Phe272、His103をアラニン残基に改変すると、フルオロ酢酸とクロロ酢酸のいずれに対する活性も消失した。一方、Trp150をアラニン残基に改変した酵素では、クロロ酢酸に対する活性は野生型酵素の71%残存したにもかかわらず、フルオロ酢酸に対する活性は完全に消失した。Trp150はフッ化物イオンの脱離に必須の役割を果たすことが示された。2.2-ハロアクリル酸レダクターゼの発見と機能解析2-クロロアクリル酸資化性菌Burkholderia sp.WSが、NADPHを還元剤として2-ハロアクリル酸の不斉還元を触媒する新奇酵素2-ハロアクリル酸レダクターゼを生産することを明らかにした。本酵素と補酵素再生系を組み合わせることにより、除草剤の原料として有用な(S)-2-クロロプロピオン酸を効率よく生産することに成功した。

1. The machine can be used to remove oxalic acid from the solution of water decomposition, to remove the acid from the catalyst and to remove the acid from water. Aliphatic lignin compounds strengthen carbon-monosodium glutamate to cut off the catalyst and the only known enzyme. The activity of this enzyme is the best, the best. The enzyme reverse enzyme, the catalyst center, the acid residue, the acid residue, the acid residue In the water molecule, the body is decomposed by adding water, the acid is isolated, and the acid residue is regenerated in the catalyst center. In this study, Burkholderia sp.FA1 was used to analyze the mechanism of enzyme production. The results showed that there was a change in the activity of the active site and the catalyst could be used to analyze the existence of the active site. There are Arg105, His149, Arg108, Tyr147, Phe34, Tyr212, Phe272, His103 and other residues in the center of the catalyst, such as Arg105, His149, Arg108, Tyr147, Phe34, Phe272, sulfuric acid, sorrel acid and sorrel acid. On the one hand, Trp150, sulfonic acid residue changed enzyme activity, oxalic acid activity, wild-type enzyme 71% residual enzyme, oxalic acid, oxalic acid, enzyme activity disappeared completely. The Trp150 system must be used to show that the product is free from isolation. 2.2-based on the ability of the machine to analyze the bacteria Burkholderia sp.WS and NADPH, the novel enzyme 2-maleic acid, which is a novel enzyme in the catalysis, has been successfully analyzed. The enzyme regeneration system of this enzyme was used to treat the raw materials of herbicides and herbicides. The raw materials were useful (S)-2. The rate of acid production was high.