有機溶媒中での酵素反応に適した酵素固定化用両親媒性粒子の開発

本研究は,有機溶媒中で安定かつ高活性な固定化酵素を作製するための担体,すなわち機能性両親媒性粒子の開発手法を確立することを目的とした。申請者は,これまでに,メタクリル酸を2-[(p-1,1,3,3-テトラブチル)フェノキシポリエトキシ]エタノールによりエステル化することによって,ポリエトキシ基の重合度nが1.5から70.5の2-[(p-1,1,3,3-テトラブチル)フェノキシポリエトキシ]エチル基(tert-C_8ΦE_n基)を有するモノマー(MAX-n)を合成するとともに,クロロホルム中の溶液重合におけるMAX-nの重合特性を調べた。さらに,MAX-nを用いたシード重合における官能基の導入量を制御するため,シード粒子中におけるマクロモノマーと低分子量モノマーのシード共重合を相関できるモデルを構築した。その結果MAX-nの側鎖の立体障害のため粒子への導入量が制限されることが明らかになった。そこで本年度は,MAX-nの側鎖の立体障害の影響が少ないとされるグラフト重合により,グラフト状にtert-C_8ΦE_n基を有する粒子の合成および両親媒性粒子へのリパーゼの固定化を検討した。アゾ系重合開始剤2、2'-アゾビス[N-(2-プロペニル)-2-メチルプロピオンアミド]のビニル基を用いて、シード共重合により、アゾ基を有する高分子粒子(アゾ粒子)を合成するとともに、アゾ粒子のアゾ基を開始剤末端としてtert-C_8ΦE_n基を有するモノマーのグラフト重合を行い、グラフト状にtert-C_8ΦE_n基を有する両親媒性粒子を合成した。シード共重合により得られるアゾ粒子中のアゾ基のモル分率は、モノマー液中のアゾ基のモル分率の約0.9倍であった。また、両親媒性粒子は重合度58のグラフト鎖を有していた。この両親媒性粒子を用いて作製した固定化リパーゼのヘキサン中における活性の半減期は823時間と極めて長かった。また、ヘキサン中でのエステル交換比活性は粉末リパーゼのものと比べて約75倍高かった。

本研究は,有機溶媒中で安定かつ高活性な固定化酵素を作製するための担体,すなわち機能性両親媒性粒子の開発手法を確立することを目的とした。申請者は,これまでに,メタクリル酸を2-[(p-1,1,3,3-テトラブチル)フェノキシポリエトキシ]エタノールによりエステル化することによって,ポリエトキシ基の重合度nが1.5から70.5の2-[(p-1,1,3,3-テトラブチル)フェノキシポリエトキシ]エチル基(tert-C_8ΦE_n基)を有するモノマー(MAX-n)を合成するとともに,クロロホルム中の溶液重合におけるMAX-nの重合特性を調べた。さらに,MAX-nを用いたシード重合における官能基の導入量を制御するため,シード粒子中におけるマクロモノマーと低分子量モノマーのシード共重合を相関できるモデルを構築した。その結果MAX-nの側鎖の立体障害のため粒子への導入量が制限されることが明らかになった。そこで本年度は,MAX-nの側鎖の立体障害の影響が少ないとされるグラフト重合により,グラフト状にtert-C_8ΦE_n基を有する粒子の合成および両親媒性粒子へのリパーゼの固定化を検討した。アゾ系重合開始剤2、2'-アゾビス[N-(2-プロペニル)-2-メチルプロピオンアミド]のビニル基を用いて、シード共重合により、アゾ基を有する高分子粒子(アゾ粒子)を合成するとともに、アゾ粒子のアゾ基を開始剤末端としてtert-C_8ΦE_n基を有するモノマーのグラフト重合を行い、グラフト状にtert-C_8ΦE_n基を有する両親媒性粒子を合成した。シード共重合により得られるアゾ粒子中のアゾ基のモル分率は、モノマー液中のアゾ基のモル分率の約0.9倍であった。また、両親媒性粒子は重合度58のグラフト鎖を有していた。この両親媒性粒子を用いて作製した固定化リパーゼのヘキサン中における活性の半減期は823時間と極めて長かった。また、ヘキサン中でのエステル交換比活性は粉末リパーゼのものと比べて約75倍高かった。