JP2007202459A - 固定化酵素の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(S)-ヒドロキシニトリルリアーゼを含む溶液にポリビニルアルコールを添加し、多孔性担体と混合することにより、(S)-ヒドロキシニトリルリアーゼが該多孔性担体に吸着された固定化酵素を得ることを特徴とする、固定化酵素の製造方法、及び該方法で製造される固定化酵素、ならびに該固定化酵素を利用した光学活性シアノヒドリンの製造方法。
【選択図】なし
Description
本発明で用いられる、「(S)-ヒドロキシニトリルリアーゼ(以下SHNLと略記する)」は、植物から単離・精製された天然のSHNL、あるいは当該SHNLと同等のアミノ酸配列を有する天然型組換えSHNL、ならびに活性や安定性向上のために遺伝的改変を加えた改変型組換えSHNLの全てを含む。
本発明で用いられるポリビニルアルコールは、分子量10,000〜200,000程度の高分子量のものが好ましい。重合度でいえば、重合度400〜2500程度のものが好ましい。この範囲では、混合した酵素溶液の粘度が高くならないため、固定化酵素同士の凝集が起こりにくい。
本発明で用いられるSHNLの固定化担体は、SHNLを吸着しうる多孔性担体であれば特に限定されない。特に、シリカ系担体、シリカアルミナ系担体、アルミナ系担体、粘土系焼結担体などの多孔性無機材料からなる固定化担体が反応液との比重差があり、固定化酵素との分離が容易となるため、好ましい。
本発明の固定化酵素を用いた光学活性シアノヒドリンの合成は、公知の方法(例えば、特開2002-355085号、特開2002-176974号、特開2001-346596号、特開2001-190275号、特開2000-245486、特開2001-120289号、特開2000-217590号等参照)に従い、以下のようにして実施できる。
本明細書中において、「固定化酵素の寿命」は、青酸と2-クロロベンズアルデヒドから(S)-2-クロロマンデロニトリルを合成する反応において、得られる(S)-2-クロロマンデロニトリルの光学純度が90%ee以下になるまでの繰返し回数で評価する。
S-ヒドロキシニトリルリアーゼは、酵母サッカロマイセス・セレビシエを宿主として用い、遺伝子工学的に調製した(特開2001−190275参照)。すなわち、まず、キャッサバの葉から常法に従って、全mRNAを抽出した。次いで、得られたmRNAを鋳型として、cDNA合成を行い、cDNAを作製した。一方、文献[Arch. Biochem. Biophys. 311,496-502(1994)]に記載のキャッサバ由来のS-ヒドロキシニトリルリアーゼ遺伝子の配列に基づいて、下記のプライマーを合成した。
センスプライマー:ggggaattcatggtaactgcacattttgttctgattc(配列番号1)
アンチセンスプライマー:ggggtcgacctcacggattagaagccgccg(配列番号2)
(実施例1)
前記実施例1で調製した酵素溶液1mLに対して、10wt%に調整した部分けん化ポリビニルアルコール(商品名クラレポバールPVA217:重合度1700、株式会社クラレ製)水溶液 0.2mLを混合し、酵素組成物を調製した。
前記実施例1のポリビニルアルコールの重合度を変えた水溶液(部分けん化ポリビニルアルコール、商品名クラレポバールPVA205:、重合度500、株式会社クラレ製)0.2mLを混合して酵素組成物を調製した。次いで、実施例1と同様にして、この酵素組成物が多孔性シリカゲルに固定化された固定化酵素を調製した。
前記実施例1のポリビニルアルコールの代わりに0.2M クエン酸ナトリウム緩衝液0.2mLを混合して酵素組成物を調製した。次いで、実施例1と同様にして、この酵素組成物が多孔性シリカゲルに固定化された固定化酵素を調製した。
前記実施例1のポリビニルアルコールの代わりに10wt% ポリビニルピロリドン水溶液(分子量30000)0.2mLを混合して酵素組成物を調製した。次いで、実施例1と同様にして、この酵素組成物が多孔性シリカゲルに固定化された固定化酵素を調製した。
前記実施例1のポリビニルアルコールの代わりにアルブミン(Albumin, Bovine、SIGMA CHEMICAL製)20mgと0.2Mクエン酸ナトリウム緩衝液0.2mLを混合して酵素組成物を調製した。次いで、実施例1と同様にして、この酵素組成物が多孔性シリカゲルに固定化された固定化酵素を調製した。
先ず、0.2Mクエン酸緩衝液で飽和させたt−ブチルメチルエーテル3gと青酸0.2gとを混合した混合液に、実施例1で調製した固定化酵素0.6gを添加し、次いで、2-クロロベンズアルデヒド0.7gを添加した。これを20℃で攪拌することによって、(S)-2-クロロマンデロニトリルの合成を行った。反応液をサンプリングしてHPLCによってアルデヒドの転化率を測定し、転化率が95%以上になるまで反応を行った。反応液を回収し、HPLCにより(S)-2-クロロマンデロニトリルの光学純度を測定した。更に、反応終了後の固定化酵素を回収し、前記と同じ条件で繰返し反応を行った。繰返し反応は光学純度が90%ee未満になるまで行った。
各固定化酵素による(S)-2-クロロマンデロニトリルの合成について、繰返し回数(バッチ数)毎の反応時間と(S)-2-クロロマンデロニトリルの光学純度を測定した結果を表1に示した。
配列番号2−人工配列の説明:プライマー
Claims (5)
- (S)-ヒドロキシニトリルリアーゼを含む溶液にポリビニルアルコールを添加し、多孔性担体と混合することにより、(S)-ヒドロキシニトリルリアーゼが該多孔性担体に吸着された固定化酵素を得ることを特徴とする、固定化酵素の製造方法。
- 前記ポリビニルアルコールがけん化度60〜90mol%で部分けん化されたものである、請求項1に記載の方法。
- 前記溶液中、ポリビニルアルコールが(S)-ヒドロキシニトリルリアーゼの質量に対して3〜50%で添加されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法で作製される、(S)-ヒドロキシニトリルリアーゼ、ポリビニルアルコール、及び多孔性担体を含む固定化酵素。
- 請求項4に記載の固定化酵素を、カルボニル化合物及びシアン化合物と接触させることを特徴とする、光学活性シアノヒドリンの製造方法。
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