イオン液体中における分子集合系を利用する生体触媒反応

在离子液体中使用分子组装系统的生物催化反应

• 批准号: 07F07133
• 负责人: 後藤 雅宏
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07133/
• 关键词: イオン液体; マイクロエマルジョン; 生体触媒; 界面活性剤,AOT; リパーゼ; 西洋わさびペルオキシダーゼ; グリーンケミストリィ; マイクロエマルション; タンパク質可溶化; 酵素反応; 動的光散乱法; 界面活性剤

イオン液体(ILs)は、様々な陽イオンと陰イオンの組み合わせによって、既往の溶媒にはない興味深い性質を示す常温溶融塩である。近年、ILsは、酵素を用いた物質変換など広範囲にわたる応用において、環境への負荷低減可能な溶媒として注目されている。ILs中の酵素反応は、従来の有機溶媒中での酵素反応と比較して、高い転換率、高いエナンチオ選択性、高い酵素安定性を示すことが報告されている。しかしながら、酵素タンパク質は大部分のILsに不溶であるため、酵素をILsへ懸濁させたまま反応を行う一部の応用に留まっている。これまでに我々は、陰イオン界面活性剤(AOT)と1-ヘキサノールを用いて、疎水性のIL([C_8mim][Tf_2N])中にナノメートルサイズの安定な水環境を提供するwater-in-IL(w/IL)型マイクロエマルジョンの調製に成功した(Chem.Phys.Chem.9,689,2008)。w/ILエマルジョンは、その微少水滴中に酵素を可溶化することができ、従来の油中水滴(water-in-oil:w/o)型エマルジョンと同様に、水と界面活性剤分子の層によって、ILとの接触による酵素の失活を防ぐことが可能である。そこで我々は、w/ILエマルジョンに溶解したリパーゼPS(Green Chem.10,597,2008)と西洋わさびペルオキシダーゼ(Langmuir 25,977,2009)の2種類の酵素について、その触媒特性を検討した。その結果、w/IL型エマルジョン中の酵素活性は、イソオクタンとAOTを用いて形成する従来のw/o型エマルジョン中の酵素活性よりも高いことが確認された。また、w/ILエマルジョン中の酵素活性は、基質濃度、W_o(界面活性剤に対する水のモル比)、pH、1-ヘキサノール含有量といったパラメータに依存することを確認した。本研究で開発したw/ILエマルジョン系は、酵素反応場、分離技術、タンパク質リフォールディング、ナノマテリアル合成、薬物送達技術など様々な分野に展開が可能な新たな分散系として、広範な応用が期待される。

は イ オ ン liquid insurance-linked securities (ILs), others 々 な Yang イ オ ン と Yin イ オ ン の group み close わ せ に よ っ て, always の solvent に は な interests deep い い nature を す in normal temperature melt salt で あ る. In recent years, skyriver は, enzyme を い た material variations in な ど hiroo van 囲 に わ た る 応 with に お い て, environmental へ の low load reduction might な solvent と し て attention さ れ て い る. Skyriver の enzyme in reverse 応 は, 従 の organic solvent で の enzyme reverse 応 と compare し て, high い planning change rate, high い エ ナ ン チ オ sentaku resistance, high stability を い enzyme in す こ と が report さ れ て い る. し か し な が ら, enzyme タ ン パ ク qualitative は most の skyriver に insoluble で あ る た め, enzyme を skyriver へ clouding さ せ た ま ま anti 応 を line う a の 応 using に leave ま っ て い る. こ れ ま で に I 々 は, Yin イ オ ン interface active tonic (AOT) 1 - ヘ と キ サ ノ ー ル を with い て, water-based 疎 の IL ([C_8mim] [Tf_2N]) に ナ ノ メ ー ト ル サ イ ズ の を settle な water environment provide す る water - in - IL type (w/IL) マ イ ク ロ エ マ ル ジ ョ ン の modulation に successful し た ( Chem. Phys. Chem. 9689200 (8). W/IL エ マ ル ジ ョ ン は, そ の に enzymes in the small water droplets を solubilization す る こ と が で き, 従 の oil droplets (water - in - oil: w/o) type エ マ ル ジ ョ ン と with others に, tonic water と interface activity molecular layer の に よ っ て, IL と の contact に よ の る enzyme inactivation を anti ぐ こ と が may で あ る. そ こ で I 々 は, w/IL エ マ ル ジ ョ ン に dissolved し た リ パ ー ゼ PS (Green Chem. 10597200, 8) と Atlantic わ さ び ペ ル オ キ シ ダ ー ゼ (Langmuir 25977200 9) の 2 kinds の enzyme に つ い て, そ の catalytic properties を beg し 検 た. そ の results, w/IL エ マ ル ジ ョ ン は の enzyme activity, イ ソ オ ク タ ン と を with AOT い て form す る 従 の w/o エ マ ル ジ ョ ン の enzyme activity in よ り も high い こ と が confirm さ れ た. ま た, w/IL エ マ ル ジ ョ ン in の は, substrate concentration, enzyme activity W_o (surface active tonic に す seaborne る water の モ ル ratio), pH, 1 - ヘ キ サ ノ ー ル contain quantity と い っ た パ ラ メ ー タ に dependent す る こ と を confirm し た. This research で open 発 し た w/IL エ マ ル ジ ョ ン は, enzyme reverse 応 field, separation technology, タ ン パ ク qualitative リ フ ォ ー ル デ ィ ン グ, ナ ノ マ テ リ ア ル synthesis technique, 薬 served な ど others 々 な eset に が may な new た な dispersion と し て, hiroo van な 応 with が expect さ れ る.

项目成果

Water-in-ionic liquid microemulsions : a new medium for biocatalytic reactions

离子液体包水微乳液：生物催化反应的新介质

• 发表时间: 2008
• 作者: M. M. Zaman;et. al.;M. Moniruzzaman
• 通讯作者: M. Moniruzzaman

Water-in-ionic liquid microemulsions as a new medium for enzymatic reactions

• DOI: 10.1039/b802501k
• 发表时间: 2008-01-01
• 期刊: GREEN CHEMISTRY
• 影响因子: 9.8
• 作者: Moniruzzaman, Muhammad;Kamiya, Noriho;Goto, Masahiro
• 通讯作者: Goto, Masahiro