JP3218794B2 - New surfactant-coated enzyme and its manufacturing method. - Google Patents

New surfactant-coated enzyme and its manufacturing method.

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JP3218794B2
JP3218794B2 JP11242593A JP11242593A JP3218794B2 JP 3218794 B2 JP3218794 B2 JP 3218794B2 JP 11242593 A JP11242593 A JP 11242593A JP 11242593 A JP11242593 A JP 11242593A JP 3218794 B2 JP3218794 B2 JP 3218794B2
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弘志 洲村
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三井サイテック株式会社
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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、医薬品工業、食品工
業、農水産業分野、化粧品工業、有機化学工業分野など
において有用な有機系化学薬品、例えば、アルコール
類、カルボン酸類、エステル類、ペプチド類を製造する
際に有用な、水不溶性有機溶媒中でも高い触媒作用を発
現する新規な調製酵素を提供するものである。
The present invention relates to organic chemicals useful in the pharmaceutical, food, agricultural and marine industries, cosmetics, and organic chemicals, such as alcohols, carboxylic acids, esters, and peptides. It is intended to provide a novel enzyme which exhibits a high catalytic activity even in a water-insoluble organic solvent, and is useful in the production of a compound.

【0002】[0002]

【従来の技術】酵素の反応特異性を応用して、生理活性
物質や化成品等の有機化合物を製造する試みは古くから
行われていた。
2. Description of the Related Art An attempt to produce an organic compound such as a physiologically active substance or a chemical product by utilizing the reaction specificity of an enzyme has been made for a long time.

【0003】しかしながら、一般的に酵素は水溶液に可
溶であり、かつpH調製された水溶液にてのみ安定に存
在しうるものである。
[0003] However, enzymes are generally soluble in aqueous solutions and can be stably present only in aqueous solutions whose pH has been adjusted.

【0004】それ故、酵素の触媒作用を有機合成反応に
応用するには、該反応は水溶液中で行うのが好ましく、
もし有機溶媒中にて行った場合、有機溶媒と酵素の相互
作用により酵素自身の高次構造が壊れてしまい、触媒と
しての能力を急速に失ってしまう(失活)のがほとんど
である。
Therefore, in order to apply the catalytic action of an enzyme to an organic synthesis reaction, the reaction is preferably carried out in an aqueous solution.
If the reaction is carried out in an organic solvent, the interaction between the organic solvent and the enzyme will destroy the higher-order structure of the enzyme itself, and in most cases, rapidly lose the ability as a catalyst (deactivation).

【0005】酵素の触媒作用を有機合成反応に応用する
場合、基質および反応物が水溶性である場合には、比較
的問題は少ない。
[0005] When the catalytic action of an enzyme is applied to an organic synthesis reaction, there are relatively few problems when the substrate and the reactant are water-soluble.

【0006】しかしながら有機合成に於いては、基質が
有機溶媒にしか溶解せず、有機溶媒中でしか反応ができ
ない場合がほとんどであり、あえて酵素をそのままの形
で有機溶媒中にて使用すると、非常に高価な酵素がたち
まちに失活したり、全く触媒作用を示さないのがほとん
どである。
However, in organic synthesis, in most cases, the substrate is dissolved only in an organic solvent and can be reacted only in the organic solvent. Very expensive enzymes are almost immediately deactivated or show no catalysis.

【0007】上記問題を克服し、有機溶媒中にて酵素を
利用する試みは以前から行われており、その手段として
は酵素修飾、固定化、カプセル化等が知られている。
[0007] Attempts to overcome the above problems and utilize enzymes in organic solvents have been made for some time, and as such means, enzyme modification, immobilization, encapsulation and the like are known.

【0008】しかし、これらの技術は非常に手間のかか
る高度な難しいものであり、また全ての酵素がそれらの
方法で修飾、固定化できるわけではない。
[0008] However, these techniques are very laborious and highly difficult, and not all enzymes can be modified and immobilized by these methods.

【0009】またそれらの方法により酵素を有機溶媒中
にても安定に存在しえるよう修飾できたとしても、酵素
本来の活性が著しく低下してしまう可能性も非常に高
い。
[0009] Even if the enzyme can be modified to be stably present in an organic solvent by these methods, there is a very high possibility that the intrinsic activity of the enzyme is significantly reduced.

【0010】有機溶媒中にて酵素を使用する試みの一つ
に、油脂分子により表面を保護した酵素を使用するとい
う発明が、特開昭64―80282に述べられている。
As one of attempts to use an enzyme in an organic solvent, the invention of using an enzyme whose surface is protected by fat molecules is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-80282.

【0011】該発明は、pH緩衝水溶液酵素を溶解し、
それに脂質を直接、分散させることによって、粉末状の
酵素―脂質複合体を形成せしめるものである。
[0011] The invention comprises dissolving a pH buffered aqueous solution enzyme;
By dispersing the lipids directly, a powdery enzyme-lipid complex is formed.

【0012】凍結乾燥等により乾燥させた粉末状の本複
合体は有機溶媒中でも酵素活性を示し、その反応触媒作
用を発揮するものである。
The powdery complex dried by freeze-drying or the like exhibits enzymatic activity even in an organic solvent and exhibits its catalytic activity.

【0013】しかしながら、酵素を溶解した緩衝液に直
接脂質を加えることによって形成される酵素−脂質複合
体は、酵素表面と脂質間の水素結合等の化学的、物理的
分子間力を応用して形成されるだけに、分子間力が弱く
複合体が形成されにくい種類の酵素では、本方法は適
用できない。
However, an enzyme-lipid complex formed by directly adding a lipid to a buffer in which an enzyme is dissolved is formed by applying a chemical or physical intermolecular force such as a hydrogen bond between the enzyme surface and the lipid. As it is formed, the intermolecular force is weak
This method cannot be applied to enzymes that are difficult to form a complex.

【0014】例えば、アミド化反応等に有用なα―キモ
トリプシンは本方法によっては該複合体を形成させるこ
とはできなかった。
For example, α-chymotrypsin useful for an amidation reaction or the like could not form the complex by this method.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上記発明により、酵素
―脂質複合体を形成させるという簡単な方法で、有機溶
媒中にても酵素活性を発現させることができるようにな
った。
According to the above invention, the enzyme activity can be expressed even in an organic solvent by a simple method of forming an enzyme-lipid complex.

【0016】しかしながら、本方法では、脂質と複合体
を形成しうる酵素のみに使用が限定され、すべての酵素
を有機溶媒中で使用できるようにするという点から見る
と、まだまだ不十分である。
However, the use of this method is limited to enzymes capable of forming a complex with lipids, and is insufficient from the viewpoint that all enzymes can be used in an organic solvent.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明者らは酵素修飾、
固定化、カプセル化などの複雑で高度な技術を使用せ
ず、簡単な方法で、かつ、あらゆる酵素が有機溶媒中で
使用可能となるような技術を見いだすべく鋭意検討を行
った結果、ここに上記要求を満足させる新規な発明を見
いだすに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have modified enzymes,
As a result of diligent studies to find a technology that can use all enzymes in organic solvents by a simple method without using complicated and advanced technologies such as immobilization and encapsulation, The inventors have found a new invention that satisfies the above requirements.

【0018】すなわち、本発明は、逆相エマルションを
形成しうる界面活性剤が97.9〜70.0重量%、酵
素が0.1〜10.0重量%、必須成分として水を2.
0〜10.0重量%よりなる、水不溶性有機溶媒中にて
高活性を有する界面活性剤被覆酵素組成物及びその調整
に関するものである。
That is, according to the present invention, 97.9 to 70.0% by weight of a surfactant capable of forming a reversed-phase emulsion, 0.1 to 10.0% by weight of an enzyme, and water as an essential component.
0 to 10.0 % by weight in a water-insoluble organic solvent
Surfactant-coated enzyme composition having high activity and preparation thereof
It is about the law .

【0019】本発明による界面活性剤被覆酵素は、特開
昭64―80282に開示されている酵素―脂質複合体
とは異なり、界面活性剤分子によって形成される膜、ま
たは網の中に、酵素、水、その他塩を封じ込めたもので
ある。
The surfactant-coated enzyme according to the present invention is different from the enzyme-lipid complex disclosed in JP-A-64-80282, in that the enzyme formed in a membrane or a network formed by surfactant molecules is used. , Water and other salts.

【0020】このものは水不溶性有機溶媒中に容易に分
散され、そして該溶媒中にても高活性な触媒作用を示
す。
It is easily dispersed in a water-insoluble organic solvent and exhibits high catalytic activity even in the solvent.

【0021】それ故、本発明の界面活性剤被覆酵素を用
いれば、水不溶性有機溶媒にしか溶解しない基質であっ
ても、エステル化、加水分解、アミド化、酸化還元反応
等を有機溶媒中にて行うことが可能となった。
Therefore, by using the surfactant-coated enzyme of the present invention, esterification, hydrolysis, amidation, oxidation-reduction reaction, etc. can be carried out in an organic solvent even if the substrate is soluble only in a water-insoluble organic solvent. It is now possible to do.

【0022】また反応後は反応液を冷却するという簡単
な操作にて析出して来る該被覆酵素を濾別することより
容易に回収でき、かつ失活することなく、何回でも再使
用可能である。
After the reaction, the coated enzyme precipitated by a simple operation of cooling the reaction solution can be easily recovered by filtration, and can be reused any number of times without deactivation. is there.

【0023】さらに本発明は、酵素を溶解したpH緩衝
液と、水不溶性有機溶媒を、逆相エマルションを形成し
うる界面活性剤の存在下に乳化し、その乳化物を乾燥す
ることを特徴とする、水不溶性有機溶媒中にて高活性を
有する本発明の界面活性剤被覆酵素組成物の調整法に関
するものである。
Further, the present invention is characterized in that a pH buffer solution in which an enzyme is dissolved and a water-insoluble organic solvent are emulsified in the presence of a surfactant capable of forming a reverse-phase emulsion, and the emulsion is dried. High activity in water-insoluble organic solvents
The present invention relates to a method for preparing a surfactant-coated enzyme composition of the present invention .

【0024】本発明に使用できる酵素としては、まず加
水分解酵素が挙げられる。加水分解酵素であるエステラ
ーゼとしては動物、微生物由来のリパーゼが、ペプチド
やアミド基をを加水分解するペプチダーゼやアミダーゼ
としては、ペプシン、α―キモトリプシン、サーモライ
シン、プロメリン、アミノペプチダーゼ、アルギナー
ゼ、ウレアーゼ、ペニシリナーゼなどが代表的なものと
して挙げられる。
The enzyme which can be used in the present invention includes a hydrolase. As esterases that are hydrolases, lipases derived from animals and microorganisms are used as esterases, and peptidases and amidases that hydrolyze peptides and amide groups include pepsin, α-chymotrypsin, thermolysin, promerin, aminopeptidase, arginase, urease, and penicillinase. Are typical examples.

【0025】また糖に作用するグルコシダーゼとしては
α―およびβ―グルコシダーゼ、α―およびβ―アミラ
ーゼのようなオリゴサッカラーゼ、ポリサッカラーゼな
どが挙げられる。
Examples of glucosidase acting on sugar include oligosaccharides such as α- and β-glucosidase, α- and β-amylase, and polysaccharides.

【0026】他にはステレオイソメラーゼ、ストラクチ
ュアルイソメラーゼなどの異性化酵素、トランスアミナ
ーゼ、トランスグルコシダーゼなどの転移酵素や酸化還
元酵素、脱水素酵素等が挙げられる。
Other examples include isomerases such as stereoisomerase and structural isomerase, transferases such as transaminase and transglucosidase, oxidoreductases and dehydrogenases.

【0027】これらの酵素は、酵素自身の安定性を考慮
したpH緩衝液に0.05〜50g/lの濃度で溶解し
使用する。
These enzymes are used by dissolving them in a pH buffer at a concentration of 0.05 to 50 g / l in consideration of the stability of the enzymes themselves.

【0028】また本発明に使用される界面活性剤は、ソ
ルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレングリコ
ールアルキルエステル、ポリオキシエチレングリコール
アルキルエーテル、およびジアルキルグルタメートグル
コンアミドなどのような水酸基やエチレングリコール骨
格を有する非イオン性界面活性剤であり、Griffi
nのHLBで10以下のものを使用するが、特に2本の
アルキル基を有する界面活性剤が好ましい。
The surfactant used in the present invention may be a non-surfactant having a hydroxyl group or an ethylene glycol skeleton such as sorbitan alkyl ester, polyoxyethylene glycol alkyl ester, polyoxyethylene glycol alkyl ether, and dialkyl glutamate gluconate. An ionic surfactant, Griffi
Although nLB having an HLB of 10 or less is used, a surfactant having two alkyl groups is particularly preferable.

【0029】また使用酵素の静電気的な特性、および酵
素の安定性を考慮し、必要に応じてアルキルスルフォン
酸、ジアルキルスルフォコハク酸、ジアルキルリン酸や
それらの塩のようなアニオン系界面活性剤、アルキル、
およびジアルキルアンモニウム塩のようなカチオン系の
界面活性剤、またホスファチジルコリン、ホスファチジ
ルセリンのような両性界面活性剤を混合しても構わな
い。
In consideration of the electrostatic properties of the enzyme used and the stability of the enzyme, if necessary, an anionic surfactant such as alkylsulfonic acid, dialkylsulfosuccinic acid, dialkylphosphoric acid or a salt thereof is used. , Alkyl,
And cationic surfactants such as dialkylammonium salts and amphoteric surfactants such as phosphatidylcholine and phosphatidylserine.

【0030】界面活性剤は、水不溶性の有機溶媒、すな
わちヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタンのよ
うな飽和炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレンの
ような芳香族炭化水素類、他、鉱油、クロロホルム、ジ
クロルメタンなどの単独、または混合溶媒に、0.01
〜20重量%の濃度で溶解して使用する。
Surfactants include water-insoluble organic solvents, ie, saturated hydrocarbons such as hexane, heptane, octane and isooctane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, mineral oil, chloroform, and the like. In a single or mixed solvent such as dichloromethane, 0.01
Dissolve and use at a concentration of 2020% by weight.

【0031】酵素を溶解した緩衝液10部に対し、界面
活性剤を溶解した水不溶性有機溶媒相を5〜500部の
割合で混合し、メカニカルスターラー、マグネチックス
ターラー、ホモミキサー等による攪拌装置を用い、必要
に応じて超音波照射等を行うことによって、逆相(油中
水型、W/O型)エマルションを調製する。
To 10 parts of the buffer in which the enzyme is dissolved, 5 to 500 parts of a water-insoluble organic solvent phase in which a surfactant is dissolved is mixed, and the mixture is stirred using a mechanical stirrer, a magnetic stirrer, a homomixer, or the like. A reverse-phase (water-in-oil type, W / O type) emulsion is prepared by using and irradiating ultrasonic waves as required.

【0032】このエマルションを真空、または常圧下に
乾燥することにより不要な水、有機溶媒は除去され、界
面活性剤、酵素、少量の水、塩、また水不溶性有機溶媒
よりなる、界面活性剤被覆酵素が調製される。
Unnecessary water and organic solvent are removed by drying this emulsion under vacuum or normal pressure, and a surfactant coating comprising a surfactant, an enzyme, a small amount of water and salt, and a water-insoluble organic solvent. An enzyme is prepared.

【0033】界面活性剤被覆酵素中の酵素の重量比率と
しては0.1〜10重量%であり、0.1より低いと反
応に使用した際に十分な反応速度が得られず、また10
重量%以上になると酵素の失活等が見られる。
The weight ratio of the enzyme in the surfactant-coated enzyme is 0.1 to 10% by weight, and if it is lower than 0.1, a sufficient reaction rate cannot be obtained when used in the reaction.
When the content is more than the weight%, inactivation of the enzyme is observed.

【0034】また界面活性剤の重量比率は70.0〜9
7.9重量%であり、70.0重量%より低いと粉末状
になりにくく、そして酵素の失活等が見られる。また9
7.9%以上では触媒作用は示すものの、反応使用時の
効率が低い。
The weight ratio of the surfactant is from 70.0 to 9
If it is less than 70.0% by weight, it is difficult to form a powder, and enzyme inactivation is observed. 9
If it is 7.9% or more, the catalytic activity is exhibited, but the efficiency at the time of using the reaction is low.

【0035】本界面活性剤被覆酵素の含水率は、酵素―
脂質複合体とは異なり、ある程度水が残っている状態、
すなわち含水率が2.0〜10.0%になるまで乾燥さ
れるのが好ましい。
The water content of the surfactant-coated enzyme is determined by
Unlike lipid complexes, some water remains,
That is, drying is preferably performed until the water content becomes 2.0 to 10.0%.

【0036】酵素―脂質複合体とは異なり、含水率が
2.0%未満では酵素の触媒活性が低下してしまい、ま
た10%を越えると、反応の際、その水により反応が阻
害されてしまう。
Unlike the enzyme-lipid complex, when the water content is less than 2.0%, the catalytic activity of the enzyme is reduced. When the water content exceeds 10%, the reaction is inhibited by the water during the reaction. I will.

【0037】また本方法では酵素を安定化させるためp
H緩衝液を使用するが、酵素によっては使用しなくても
構わない。
In this method, p is used to stabilize the enzyme.
Although an H buffer is used, it may not be used depending on the enzyme.

【0038】またエマルションの安定化のため、また触
媒作用を制御するための添加剤、例えば、窒素、イオ
ウ、リン元素などを含む有機化合物、有機酸、有機塩
基、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、ほ
か金属の塩をふくんでいても問題はない。
Additives for stabilizing the emulsion and controlling the catalytic action, such as organic compounds containing nitrogen, sulfur, phosphorus, etc., organic acids, organic bases, lithium, sodium, potassium, calcium, There is no problem even if other metal salts are included.

【0039】本発明の特徴としては以下の事が挙げられ
る。すなわち、酵素水溶液と界面活性剤を溶解した水不
溶性有磯溶媒相とにより逆相エマルションを調製し、そ
れを乾燥する本方法では、あらゆる種類の酵素を界面活
性剤被覆酵素として調製できる点にある。
The features of the present invention include the following. That is, in the present method of preparing a reverse-phase emulsion from an aqueous solution of an enzyme and a water-insoluble isosolvent phase in which a surfactant is dissolved, and drying it, all types of enzymes can be prepared as surfactant-coated enzymes. .

【0040】また使用した酵素はあますところなく本被
覆酵素に変換できることも特徴として挙げられる。
Another feature is that the enzyme used can be converted to the present coated enzyme without any problem.

【0041】本発明の方法による界面活性剤被覆酵素
は、例えば、次のようにして使用することが可能であ
る。
The surfactant-coated enzyme according to the method of the present invention can be used, for example, as follows.

【0042】すなわち、反応基質を溶解した水不溶性有
機溶媒に本界面活性剤を必要量添加し、10〜60℃の
温度で攪拌または放置することによって、反応を完結さ
せる。
That is, the required amount of the present surfactant is added to a water-insoluble organic solvent in which a reaction substrate is dissolved, and the reaction is completed by stirring or leaving at a temperature of 10 to 60 ° C.

【0043】この際、反応を促進させるため、また酵素
の回収を容易にするために親水性有機溶媒、例えばメチ
ルアルコール、エチルアルコール、イソプロピレンアル
コール、アセトンなどを、酵素活性を失活させない程度
の量を添加しても構わない。
At this time, a hydrophilic organic solvent such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropylene alcohol, acetone or the like is used to promote the reaction and to facilitate the recovery of the enzyme to such an extent that the enzyme activity is not deactivated. The amount may be added.

【0044】そして反応後は、冷却することにより析出
してくる界面活性剤被覆酵素を濾別し、次の反応に再使
用する。
After the reaction, the surfactant-coated enzyme precipitated by cooling is separated by filtration and reused in the next reaction.

【0045】母液には酵素反応による生成物が含まれ、
通常の分離操作によって生成物は単離される。
The mother liquor contains the product of the enzymatic reaction,
The product is isolated by conventional separation procedures.

【0046】実際の使用に当たり、使用される水不溶性
有機溶媒としてはヘキサン、ヘプタン、オクタン、シク
ロヘキサン、ベンゼン、トルエンなどの飽和、不飽和、
芳香族炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、ブタ
ノールなどのエステル系、アルコール系溶媒、ジクロロ
メタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素な
どのハロゲン系溶媒、鉱油などが使用可能である。
In actual use, the water-insoluble organic solvents used include saturated, unsaturated, hexane, heptane, octane, cyclohexane, benzene, and toluene.
Aromatic hydrocarbon solvents, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and butanol, alcohol solvents, halogen solvents such as dichloromethane, dichloroethane, chloroform, carbon tetrachloride, and mineral oil can be used.

【0047】また、これらの混合溶媒、また酵素が失活
しない程度の量のアセトン、アルコール、ジメチルホル
ムアミドなどの水溶性有機溶媒も添加することが可能で
ある。
It is also possible to add these mixed solvents and water-soluble organic solvents such as acetone, alcohol and dimethylformamide in such an amount that the enzyme is not deactivated.

【0048】[0048]

【実施例1】pH7.0のリン酸緩衝溶液にリパーゼを
1.0g/l(Pseudomonas sp.起源)
の濃度で溶解した水溶液10mlと、非イオン性界面活
性剤2C18Δ9 GEを0.01mol/lの濃度で溶解
したイソオクタン溶液90mlを混合した後、ホモジナ
イザーで高速攪拌(8000rpm)してエマルション
を作成し、そのままシャーレ内に広げて室温にて4日間
放置乾燥させた。その結果、白色固体状を呈する新規界
面活性剤被覆酵素を0.785g得た。
Example 1 Lipase was added to a phosphate buffer solution at pH 7.0.
1.0 g / l (Pseudomonas sp. Origin)
10 ml of an aqueous solution dissolved at a concentration of
2C18Δ9 GE dissolved at a concentration of 0.01 mol / l
After mixing 90 ml of the isooctane solution
Emulsion by high speed stirring (8000 rpm) with Iser
And spread it in a Petri dish as it is for 4 days at room temperature
It was left to dry. As a result, a new world with a white solid
0.785 g of surfactant-coated enzyme was obtained.

【0049】このものの含水率は、カールフィッシャー
滴定装置により4.37%であることを確認した。
The water content of this product was confirmed to be 4.37% by a Karl Fischer titrator.

【0050】また本方法によれば、調製に使用したリパ
ーゼは界面活性剤被覆リパーゼとして回収されたことに
なる。
According to the present method, the lipase used for the preparation was recovered as a surfactant-coated lipase.

【0051】[0051]

【化1】 Embedded image

【0052】[0052]

【実施例2】pH7.0のリン酸緩衝溶液にα―キモト
リプシン(EC3.4.21.1)を1.0g/lの濃
度で溶解した水溶液10mlと、非イオン性界面活性剤
2C18Δ9 GEを0.01mol/lの濃度で溶解した
イソオクタン溶液90mlを混合した後、ホモジナイザ
ーで高速攪拌(8000rpm)してエマルションを作
成し、そのまま3枚のシャーレ内に広げて室温にて各2
日、4日、8日間放置乾燥させた。
Example 2 α-Kimoto was added to pH 7.0 phosphate buffer solution.
Lipsin (EC 3.4.21.1) at a concentration of 1.0 g / l
10 ml of an aqueous solution dissolved in water and a nonionic surfactant
2C18Δ9 GE was dissolved at a concentration of 0.01 mol / l
After mixing 90 ml of isooctane solution, homogenizer
To create an emulsion by high-speed stirring (8000 rpm)
And spread it in 3 Petri dishes as it is at room temperature for 2 each.
Days, 4 days and 8 days.

【0053】その結果、白色固体状を呈する新規界面活
性剤被覆酵素を、各0.778g、0.764g、0.
753gを得た。
As a result, 0.778 g, 0.764 g, and 0.1% of the novel surfactant-coated enzyme having a white solid state were obtained.
753 g were obtained.

【0054】各々のものの含水率は、カールフィッシャ
ー滴定装置により6.32%、4.34%、2.96%
であることを確認した。
The water content of each was determined by a Karl Fischer titrator to be 6.32%, 4.34%, 2.96%.
Was confirmed.

【0055】[0055]

【比較例1】リパーゼ(Pseudomonas s
p.起源)1gをpH7のリン酸緩衝液500mlに溶
解し、それに界面活性剤2C18Δ9 GE4.13gを溶
解し、超音波を20分間照射した。
Comparative Example 1 Lipase (Pseudomonas s)
p. Origin) Dissolve 1 g in 500 ml of pH 7 phosphate buffer
Unravel, surfactant 2C18Δ9 Dissolve 4.13 g of GE
Disassembled and irradiated with ultrasound for 20 minutes.

【0056】そして水溶液中に析出した粉末を遠心分離
器により分離し、真空乾燥した結果、含水率0.79%
の白色粉末状のリパーゼ―脂質複合体0.926gを得
ることができた。
The powder precipitated in the aqueous solution was separated by a centrifugal separator and dried under vacuum to obtain a water content of 0.79%.
0.926 g of a white powdery lipase-lipid complex was obtained.

【0057】複合体中のリパーゼ重量%は20.6%で
あり使用リパーゼに対するリパーゼ回収率は19.8%
であった。
The lipase weight% in the complex was 20.6%, and the lipase recovery rate with respect to the lipase used was 19.8%.
Met.

【0058】[0058]

【比較例2】実施例1にて調製した界面活性剤被覆リパ
ーゼ0.305gを、さらにデシケーター中にて一昼
夜、真空乾燥し、0.293gの乾燥物を得た。
Comparative Example 2 0.305 g of the surfactant-coated lipase prepared in Example 1 was further dried in a desiccator for 24 hours in a vacuum to obtain 0.293 g of a dried product.

【0059】乾燥の結果、含水率は4.37%から0.
79%に低下し、比較例1と同等の含水率まで低下し
た。
As a result of the drying, the water content was from 4.37% to 0.3%.
The water content was reduced to 79%, which was the same as that of Comparative Example 1.

【0060】[0060]

【比較例3】α―キモトリプシンを1g/lの濃度でp
H7.0のリン酸緩衝液に溶解した水溶液500ml
に、界面活性剤2C18Δ9 GEを4.13gを分散さ
せ、超音波を20分間照射した。
Comparative Example 3 α-chymotrypsin was added at a concentration of 1 g / l to p
500 ml of an aqueous solution dissolved in a phosphate buffer of H7.0
And surfactant 2C18Δ9 Disperse 4.13g of GE
And irradiated with ultrasonic waves for 20 minutes.

【0061】しかしながら溶液が薄く濁った程度であり
遠心分離器により分離しようとしたが、粉末状のα―キ
モトリプシン―脂質複合体を得ることができなかった。
However, the solution was thin and turbid, and it was attempted to separate the solution by a centrifuge. However, a powdery α-chymotrypsin-lipid complex could not be obtained.

【0062】[0062]

【実施例3】ラウリン酸とベンジルアルコールを各10
mmol/lの濃度でイソオクタンに溶解した溶液10
mlに、実施例1にて調製した界面活性剤被覆リパーゼ
をリパーゼ純分0.5g/lの濃度に調製したイソオク
タン溶液10mlを添加し、30℃の恒温槽で24時間
振とうした。
EXAMPLE 3 Lauric acid and benzyl alcohol were added in 10 parts each.
Solution 10 dissolved in isooctane at a concentration of mmol / l 10
10 ml of an isooctane solution prepared by adding the surfactant-coated lipase prepared in Example 1 to a concentration of 0.5 g / l of pure lipase was added to the resulting mixture, and the mixture was shaken in a thermostat at 30 ° C. for 24 hours.

【0063】ガスクロマトグラフィーにてラウリン酸ベ
ンジルを定量した結果、エステル化反応収率は98.7
%であった。
As a result of quantifying benzyl laurate by gas chromatography, the esterification reaction yield was 98.7.
%Met.

【0064】[0064]

【比較例4】比較例1、2にて調製された酵素―脂質複
合体、および界面活性剤被覆リパーゼをリパーゼ純分
0.5g/lの濃度に調製した各イソオクタン溶液10
mlに、ラウリン酸とベンジルアルコールを各10mm
ol/lの濃度で溶解した溶液10mlを各々に添加
し、30℃の恒温槽で2時間振とうした。
Comparative Example 4 Each of the isooctane solutions 10 in which the enzyme-lipid complex prepared in Comparative Examples 1 and 2 and the surfactant-coated lipase were prepared at a concentration of 0.5 g / l of pure lipase.
10 ml each of lauric acid and benzyl alcohol
10 ml of a solution dissolved at a concentration of ol / l was added to each, and shaken in a thermostat at 30 ° C. for 2 hours.

【0065】ガスクロマトグラフィーにてラウリン酸ベ
ンジルを定量した結果、エステル化反応収率は比較例1
調製の酵素―脂質複合体では78.0%、含水率を比較
例1と同程度まで下げた比較例2による再乾燥界面活性
剤被覆酵素にては27.5%であった。
As a result of quantifying benzyl laurate by gas chromatography, the esterification reaction yield was found to be comparative example 1.
The enzyme-lipid complex prepared was 78.0%, and the re-dried surfactant-coated enzyme according to Comparative Example 2 whose water content was reduced to about the same level as Comparative Example 1 was 27.5%.

【0066】このことから、本発明による界面活性剤被
覆酵素を真空乾燥し、比較例1にて調製した酵素―脂質
複合体並に含水率を下げると、触媒活性が低下してしま
う事から、本発明の界面活性剤被覆酵素には水が必須成
分であることが確認された。
From the above, if the surfactant-coated enzyme according to the present invention is vacuum-dried and the water content is reduced as well as the enzyme-lipid complex prepared in Comparative Example 1, the catalytic activity is reduced. It was confirmed that water was an essential component of the surfactant-coated enzyme of the present invention.

【0067】[0067]

【実施例4】ラウリン酸とオクチルアルコールを各10
mmol/lの濃度でイソオクタンに溶解した溶液10
mlに、実施例1にて調製した界面活性剤被覆リパーゼ
をリパーゼ純分0.5g/lの濃度に調製したイソオク
タン溶液10mlを添加し、30℃の恒温槽で24時間
振とうした。
Example 4 Lauric acid and octyl alcohol were added in 10
Solution 10 dissolved in isooctane at a concentration of mmol / l 10
10 ml of an isooctane solution prepared by adding the surfactant-coated lipase prepared in Example 1 to a concentration of 0.5 g / l of pure lipase was added to the resulting mixture, and the mixture was shaken in a thermostat at 30 ° C. for 24 hours.

【0068】ガスクロマトグラフィーにてラウリン酸オ
クチルを定量した結果、エステル化反応収率は93.2
%であった。
As a result of quantifying octyl laurate by gas chromatography, the esterification reaction yield was 93.2.
%Met.

【0069】[0069]

【実施例5】ラウリン酸とオレイルアルコールを各10
mmol/lの濃度でイソオクタンに溶解した溶液10
mlに、実施例1にて調製した界面活性剤被覆リパーゼ
をリパーゼ純分0.5g/lの濃度に調製したイソオク
タン溶液10mlを添加し、30℃の恒温槽で24時間
振とうした。
Example 5 Lauric acid and oleyl alcohol were added in 10 parts each.
Solution 10 dissolved in isooctane at a concentration of mmol / l 10
10 ml of an isooctane solution prepared by adding the surfactant-coated lipase prepared in Example 1 to a concentration of 0.5 g / l of pure lipase was added to the resulting mixture, and the mixture was shaken in a thermostat at 30 ° C. for 24 hours.

【0070】ガスクロマトグラフイーにてラウリン酸オ
レイルを定量した結果、エステル化反応収率は96.8
%であった。
As a result of quantifying oleyl laurate by gas chromatography, the esterification reaction yield was 96.8.
%Met.

【0071】[0071]

【実施例6】2―フェニルプロピオン酸とn―オクチル
アミンをイソオクタンに各10mmol/lの濃度にて
溶解した。また実施例2にて4日間乾燥して調整した界
面活性剤被覆α―キモトリプシンを酵素純分0.5g/
lの濃度でイソオクタンに溶解した。
Example 6 2-Phenylpropionic acid and n-octylamine were dissolved in isooctane at a concentration of 10 mmol / l. Further, surfactant-coated α-chymotrypsin prepared by drying for 4 days in Example 2 was purified with 0.5 g /
Dissolved in isooctane at a concentration of l.

【0072】それぞれのイソオクタン溶液を4mlづつ
の等量で混合した後に、30℃恒温槽にて振とうした。
After mixing each of the isooctane solutions in equal amounts of 4 ml each, the mixture was shaken in a thermostat at 30 ° C.

【0073】所定の時間にサンプリングし、反応率はF
IDを検出器としたキャピラリーガスクロマトグラフィ
ーにより反応生成物であるN―n―オクチル―2―フェ
ニルプロピオンアミドの量にて決定した。
Sampling is performed at a predetermined time, and the reaction rate is F
It was determined by the amount of the reaction product Nn-octyl-2-phenylpropionamide by capillary gas chromatography using ID as a detector.

【0074】各時間毎の反応率Xaは図1に示したが、
1時間で0.5程度になり、その後50時間経遇しても
0.5〜0.6の反応率を示した。
The reaction rate Xa for each time is shown in FIG.
It reached about 0.5 in one hour, and showed a reaction rate of 0.5 to 0.6 even after 50 hours of treatment.

【0075】UV測定を行うと、α―キモトリプシン由
来の吸収も見られる事から、酵素は失活していないこと
が確認された。
When UV measurement was carried out, absorption derived from α-chymotrypsin was also observed, confirming that the enzyme was not inactivated.

【0076】これは酵素の立体選択性のため2―フェニ
ルプロピオン酸のDまたはL体のみが優先的に反応した
ものと推定され、反応は上記条件で1時間も行えば十分
であることが確認された。
This is presumed to be due to the preferential reaction of only the D or L form of 2-phenylpropionic acid due to the stereoselectivity of the enzyme. It was confirmed that the reaction was sufficient for 1 hour under the above conditions. Was done.

【0077】[0077]

【比較例5】2―フェニルプロピオン酸とn―オクチル
アミンをイソオクタンに各5mmol/lの濃度にて溶
解した。
Comparative Example 5 2-Phenylpropionic acid and n-octylamine were dissolved in isooctane at a concentration of 5 mmol / l.

【0078】その溶液8mlに対し粉末状のα―キモト
リプシンを0.25gをそのまま添加し、30℃恒温槽
にて振とうした。
To 8 ml of the solution, 0.25 g of powdery α-chymotrypsin was added as it was, and the mixture was shaken in a thermostat at 30 ° C.

【0079】所定の時間にサンプリングし、反応率はF
IDを検出器としたキャピラリーガスクロマトグラフィ
ーにより反応生成物であるN―n―オクチル―2―フェ
ニルプロピオンアミドの量にて決定した。各時間毎の反
応率は図1に示したが、エステル化はほとんど進行しな
かった。
Sampling is performed at a predetermined time, and the reaction rate is F
It was determined by the amount of the reaction product Nn-octyl-2-phenylpropionamide by capillary gas chromatography using ID as a detector. Although the reaction rate at each time is shown in FIG. 1, the esterification hardly proceeded.

【0080】[0080]

【実施例7】実施例2にて乾燥日時を変えて調製された
各界面活性剤被覆α―キモトリプシンを用い、乾燥時間
による反応性の違いを検討した。
Example 7 Using surfactant-coated α-chymotrypsin prepared in Example 2 with different drying dates and times, the difference in reactivity depending on the drying time was examined.

【0081】(R)―2―フェニルプロピオン酸、また
はS体の2―フェニルプロピオン酸とn―オクチルアミ
ンを各10mmol/m3の濃度で溶解したイソオクタ
ン溶液を4mlと、それに各界面活性剤被覆α―キモト
リプシンを酵素純分で0.5g/lの濃度で溶解したイ
ソオクタン溶液を4ml混合し、30℃恒温槽に1時間
放置した。
4 ml of an isooctane solution in which (R) -2-phenylpropionic acid or S-form 2-phenylpropionic acid and n-octylamine were dissolved at a concentration of 10 mmol / m 3 were coated with each surfactant. 4 ml of an isooctane solution in which α-chymotrypsin was dissolved in a pure enzyme at a concentration of 0.5 g / l was mixed and left in a thermostat at 30 ° C. for 1 hour.

【0082】実施例1と同様に生成物を測定し、結果は
図2に示した。結果を見ると、いずれもS体の反応率が
R体よりも高く、ある程度、酵素の立体選択性が発現さ
れていることを確認された。
The product was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in FIG. From the results, it was confirmed that the reaction rate of the S-isomer was higher than that of the R-isomer, and that the stereoselectivity of the enzyme was expressed to some extent.

【0083】[0083]

【実施例8】α―キモトリプシン(EC3.4.21.
1)をリン酸緩衝液(pH7)に1g/lの濃度で溶解
した水相10mlと、非イオン性界面活性剤2C18Δ9
GEを0.005、0.01、0.015mol/lの
3種類の濃度で溶解した各イソオクタン溶液90mlを
ホモジナイザーで高速攪拌(8000rpm)してエマ
ルションを作成し、各々シャーレ内に広げて室温にて4
日間放置し乾燥させた。
Example 8 α-chymotrypsin (EC 3.4.2.11.
1) dissolved in phosphate buffer (pH 7) at a concentration of 1 g / l
Aqueous phase 10ml and nonionic surfactant 2C18Δ9
GE is 0.005, 0.01, 0.015 mol / l
90 ml of each isooctane solution dissolved at three concentrations
High-speed stirring (8000 rpm) with a homogenizer
And then spread each in a Petri dish and place at room temperature for 4 hours.
It was left to dry for days.

【0084】その結果、白色固体状の界面活性剤被覆酵
素各0.396g、0.764g、1.519gを得
た。
As a result, 0.396 g, 0.764 g, and 1.519 g of each of the surfactant-coated enzymes in the form of white solid were obtained.

【0085】各々のものの含水率はカールフイッシャー
滴定装置により4.13%、4.34%、4.44%で
あることを確認した。
The water content of each product was confirmed to be 4.13%, 4.34%, and 4.44% using a Karl Fischer titrator.

【0086】[0086]

【実施例9】実施例8にて調製されたα―キモトリプシ
ンに対する界面活性剤量の異なる界面活性剤被覆酵素を
使用し、界面活性剤量の影響を実施例7と同様な方法で
調査した。
Example 9 Using enzymes coated with surfactants having different surfactant amounts to α-chymotrypsin prepared in Example 8, the effect of the surfactant amount was investigated in the same manner as in Example 7.

【0087】結果は図3に示したが、界面活性剤被覆酵
素作成の際、界面活性剤濃度の高い方が反応の立体選択
性が向上することが確認された。
The results are shown in FIG. 3. It was confirmed that the higher the concentration of the surfactant, the higher the stereoselectivity of the reaction was improved when preparing the enzyme coated with the surfactant.

【0088】[0088]

【実施例10】実施例2と同様な手法により界面活性剤
の種々濃度のイソオクタン溶液を調製し、界面活性剤と
α―キモトリプシン(分子量25600)のmol比の
異なる界面活性剤被覆α―キモトリプシンを調製した。
EXAMPLE 10 Isooctane solutions of various concentrations of a surfactant were prepared in the same manner as in Example 2, and surfactant-coated α-chymotrypsin having different molar ratios of the surfactant and α-chymotrypsin (molecular weight 25,600) was used. Prepared.

【0089】そして(R)、(S)―2―フェニルプロ
ピオン酸とn―オクチルアミンとの反応に使用した際
の、界面活性剤とα―キモトリプシンのmol比の影響
について調べた。
The effect of the molar ratio of the surfactant and α-chymotrypsin when used in the reaction of (R), (S) -2-phenylpropionic acid with n-octylamine was examined.

【0090】反応時の界面活性剤とα―キモトリプシン
のmol比による影響について調べた。
The effect of the molar ratio between the surfactant and α-chymotrypsin during the reaction was examined.

【0091】(R)―2―フェニルプロピオン酸、また
は(S)―2―フェニルプロピオン酸とn―オクチルア
ミンを各10mmol/m3の濃度で溶解したイソオク
タン溶液を4mlと、それに各界面活性剤被覆α―キモ
トリプシンを酵素純分で0.5g/lの濃度で溶解した
イソオクタン溶液を4ml混合し、30℃恒温槽に1時
間放置した。実施例1と同様に生成物を測定し、結果は
図4に示した。
4 ml of an isooctane solution obtained by dissolving (R) -2-phenylpropionic acid or (S) -2-phenylpropionic acid and n-octylamine at a concentration of 10 mmol / m 3 , and each surfactant 4 ml of an isooctane solution in which the coated α-chymotrypsin was dissolved in a pure enzyme at a concentration of 0.5 g / l was mixed and left in a thermostat at 30 ° C. for 1 hour. The product was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in FIG.

【0092】結果を見ると、Csurf/Cenzの比
が高いほど選択性が高い。
The results show that the higher the ratio Csurf / Cenz, the higher the selectivity.

【0093】[0093]

【実施例11】実施例2にて、4日間室温にて乾燥する
ことによって調製された界面活性剤被覆α―キモトリプ
シンを用い、反応をスケールアップし、界面活性剤被覆
酵素の回収実験を行った。
Example 11 In Example 2, the reaction was scaled up using a surfactant-coated α-chymotrypsin prepared by drying at room temperature for 4 days, and a surfactant-coated enzyme recovery experiment was performed. .

【0094】(R)―2―フェニルプロピオン酸とn―
オクチルアミンをイソオクタンに各10mmol/lの
濃度にて溶解した。その溶液40mlに対し実施例2に
て4日間乾燥することによって作成した界面活性剤被覆
α―キモトリプシンを0.764g(反応液中酵素純分
0.25g/l)を添加し、30℃恒温槽にて2時間振
とうした。反応収率はキャピラリーガスクロマトグラフ
イーにより94.8%であることが確認された。
(R) -2-phenylpropionic acid and n-
Octylamine was dissolved in isooctane at a concentration of 10 mmol / l. 0.764 g (0.25 g / l of pure enzyme in the reaction solution) of surfactant-coated α-chymotrypsin prepared by drying for 4 days in Example 2 was added to 40 ml of the solution, and the mixture was kept at 30 ° C. For 2 hours. The reaction yield was confirmed to be 94.8% by capillary gas chromatography.

【0095】反応液を0℃に冷却し一晩放置したとこ
ろ、白色固体状の界面活性剤被覆酵素が析出したので、
常圧にて濾過をおこなった。
When the reaction solution was cooled to 0 ° C. and allowed to stand overnight, a white solid surfactant-coated enzyme was precipitated.
Filtration was performed at normal pressure.

【0096】濾過された固体は常温放置にて乾燥した結
果0.755gであり、含水率5.33%であった。
The filtered solid was dried at room temperature to give 0.755 g and a water content of 5.33%.

【0097】UVを使用し界面α―キモトリプシン含量
を調べたところ、α―キモトリプシンとしては95%が
回収されたことが明かとなった。
Examination of the interfacial α-chymotrypsin content using UV revealed that 95% of α-chymotrypsin was recovered.

【0098】[0098]

【実施例12】実施例11にて回収された界面活性剤被
覆α―キモトリプシンを実施例7と同様な操作により
(R)―2―フェニルプロピオン酸とn―オクチルアミ
ンのアミド化反応を行った。
EXAMPLE 12 The surfactant-coated α-chymotrypsin recovered in Example 11 was subjected to an amidation reaction between (R) -2-phenylpropionic acid and n-octylamine in the same manner as in Example 7. .

【0099】その結果、反応時間2時間で反応収率9
6.7%であることを確認した。
As a result, when the reaction time was 2 hours, the reaction yield was 9
It was confirmed to be 6.7%.

【0100】[0100]

【発明の効果】本発明は使用する酵素を限定する事な
く、すべての酵素を失活させる事なく有機溶媒中で使用
することを可能ならしめた画期的なものであり、医薬、
農薬、化成品の合成の分野において多大の貫献をするも
のである。
Industrial Applicability The present invention is an epoch-making one that enables use in an organic solvent without limiting the enzyme used and without deactivating all the enzymes.
It is a great contributor in the field of the synthesis of pesticides and chemicals.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】酸素粉末法と界面活性剤被覆酵素法の反応率の
経時変化を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the change over time in the reaction rates of an oxygen powder method and a surfactant-coated enzyme method.

【図2】反応率に及ぼす界面活性剤被覆酵素の乾燥日数
の影響(室温で保存)を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the effect of drying days of a surfactant-coated enzyme on the reaction rate (stored at room temperature).

【図3】反応率に及ぼす仕込みの界面活性剤濃度の影響
を示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory view showing the effect of the surfactant concentration of the preparation on the reaction rate.

【図4】反応率に及ぼすエマルション作成時の界面活性
剤と酵素の濃度比の影響を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the effect of the concentration ratio of a surfactant and an enzyme during the preparation of an emulsion on the reaction rate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪井 彦忠 千葉県茂原市東郷1900番地 三井サイア ナミッド株式会社内 (72)発明者 長尾 繁光 千葉県茂原市東郷1900番地 三井サイア ナミッド株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−206497(JP,A) 化学工学(1992)Vol.56,No. 11,p.859−860 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 9/96 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor: Hikotada Tsuboi, 1900 Togo, Mitsui Sia Namid Co., Ltd., Mobara City, Chiba Prefecture (72) Inventor: Shigemitsu Nagao 1900, Togo Togo, Mobara City, Chiba Prefecture, Japan (56 ) References JP-A-59-206497 (JP, A) Chemical Engineering (1992) Vol. 56, No. 11, p. 859-860 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C12N 9/96 BIOSIS (DIALOG) WPI (DIALOG)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 逆相エマルションを形成しうる界面活性
剤が97.9〜70.0重量%、酵素が0.1〜10.
0重量%、必須成分として水を2.0〜10.0重量%
よりなる、水不溶性有機溶媒中にて高活性を有する界面
活性剤被覆酵素組成物。
A surfactant capable of forming a reversed-phase emulsion comprises 97.9 to 70.0% by weight, and an enzyme comprises 0.1 to 10% by weight.
0% by weight, water as an essential component 2.0 to 10.0 % by weight
More composed, surfactant coating enzyme composition having a high activity at a water-insoluble organic solvent.
【請求項2】 酵素を溶解した水溶液と、水不溶性有機
溶媒を、逆相エマルションを形成しうる界面活性剤の存
在下に乳化し、その乳化物を乾燥することを特徴とす
る、水不溶性有機溶媒中にて高活性を有する、請求項1
記載の界面活性剤被覆酵素組成物の調整法。
An aqueous solution wherein the dissolved enzymes, water-insoluble organic solvent, emulsified in the presence of a surfactant capable of forming a reverse phase emulsion, characterized by drying the emulsion, the water-insoluble organic 2. It has high activity in a solvent.
A method for preparing the surfactant-coated enzyme composition according to the above.
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化学工学(1992)Vol.56,No.11,p.859−860

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