酵素の分子認識能を利用した高選択性生体模倣分離膜の創製

本研究では、光学異性体認識能(エナンチオ選択性)を有する酵素と支持液膜(含浸型液膜)を組み合わせることにより、酵素反応を物質膜透過の駆動力とする新しい膜分離システムの構築を目的とした。具体的には含浸型液膜の液膜内および回収相側膜表面に合成反応を行う酵素(界面活性剤被覆酵素)と加水分解を行う酵素をそれぞれ配置する。供給相側に溶解した基質を合成酵素が選択的に油溶性物質に変換し、有機相(液膜)に溶かし込む。この液膜に溶かし込まれた物質は、次に液膜相の回収側にある加水分解酵素により加水分解され、透過側水相に溶出され、基質の液膜透過が達成される。つまり酵素により基質として認識された物質のみがこの膜を透過し、しかも元の分子構造のままで分離される。酵素として脂質分解酵素(リパーゼ)やタンパク質分解酵素(プロテアーゼ)を用い、アミノ酸のDL分割、類似アミノ酸の分離、有機酸、抗生物質の光学分割を検討した。その結果、リパーゼの基質特異性に基づいた有機酸の液膜輸送が観測され、リパーゼが基質として認識する物質のみが高選択的に分離できることがあきらかになった。また液膜に組み合わせる酵素にプロテアーゼを用いると、アミノ酸の分離が可能になり、プロテアーゼ光学異性体認識に基づくアミノ酸の光学分割にも成功した。つまり、本研究では、分子認識能の高い酵素と液膜を組み合わせることで、これまで困難であった有機物の光学分割を膜分離により達成できた。

本研究では、光学異性体認識能(エナンチオ選択性)を有する酵素と支持液膜(含浸型液膜)を組み合わせることにより、酵素反応を物質膜透過の駆動力とする新しい膜分離システムの構築を目的とした。具体的には含浸型液膜の液膜内および回収相側膜表面に合成反応を行う酵素(界面活性剤被覆酵素)と加水分解を行う酵素をそれぞれ配置する。供給相側に溶解した基質を合成酵素が選択的に油溶性物質に変換し、有機相(液膜)に溶かし込む。この液膜に溶かし込まれた物質は、次に液膜相の回収側にある加水分解酵素により加水分解され、透過側水相に溶出され、基質の液膜透過が達成される。つまり酵素により基質として認識された物質のみがこの膜を透過し、しかも元の分子構造のままで分離される。酵素として脂質分解酵素(リパーゼ)やタンパク質分解酵素(プロテアーゼ)を用い、アミノ酸のDL分割、類似アミノ酸の分離、有機酸、抗生物質の光学分割を検討した。その結果、リパーゼの基質特異性に基づいた有機酸の液膜輸送が観測され、リパーゼが基質として認識する物質のみが高選択的に分離できることがあきらかになった。また液膜に組み合わせる酵素にプロテアーゼを用いると、アミノ酸の分離が可能になり、プロテアーゼ光学異性体認識に基づくアミノ酸の光学分割にも成功した。つまり、本研究では、分子認識能の高い酵素と液膜を組み合わせることで、これまで困難であった有機物の光学分割を膜分離により達成できた。