生体触媒用途の再生可能溶媒としてのバイオマス由来ジホルミルキシロース
Fatma Feyza Özgen1, Peter Stockinger1,2, Anastasia Komarova3
1Competence Center for Biocatalysis, Zurich University of Applied Sciences, Wädenswil, Switzerland.
ChemSusChem
|February 25, 2026
まとめ
ジホルミルキシロース（DFX）は、グリーン溶媒として生体触媒分野で有望視されています。特にケト還元酵素やリパーゼに対して高い酵素活性を支持し、特定の反応においてDMSOやDMFなどの従来の溶媒を凌駕する性能を示します。
科学分野:
- 生体触媒およびグリーンケミストリー
- 酵素工学
- 持続可能な溶媒
背景:
- 持続可能な生体触媒プロセスの開発には、酵素機能を維持する環境に優しい溶媒が必要です。
- ジメチルスルホキシド（DMSO）およびジメチルホルムアミド（DMF）などの従来の溶媒は、環境への懸念があります。
- キシロース由来のジホルミルキシロース（DFX）は、潜在的なグリーンコソルベント代替品として探求されています。
研究 の 目的:
- ジホルミルキシロース（DFX）を酵素反応のコソルベントとして評価すること。
- 多様な酵素パネルを使用して、DFXと従来の溶媒（DMSO、DMF）の性能を比較すること。
- さまざまな生体触媒用途におけるDFX中の酵素活性と安定性を評価すること。
主な方法:
- ケト還元酵素（KRED）、リパーゼ、トランスアミナーゼ（TA）、イミン還元酵素（IRED）を含む包括的な酵素パネルをテストしました。
- 酵素活性と安定性をDFXで評価し、DMSOおよびDMFでの結果と比較しました。
- 酵素性能を定量化するために、不斉ケトン還元およびエステル加水分解などの特定の反応を実行しました。
主要な成果:
- 選択されたKREDおよび固定化リパーゼCalBは、従来の溶媒と比較してDFX中で高または優れた触媒活性を示しました。
- トランスアミナーゼ（TA）およびイミン還元酵素（IRED）はDFXとの適合性が限定的であり、酵素特異的な溶媒効果が強調されました。
- KRED TeSADH W110Aは、ケトン還元においてDFX中で100％の変換を達成し、DMSO/DMF（約40％）を大幅に上回りました。
- リパーゼCalBは、エステル加水分解においてDFX中で95％の変換を達成しました。
結論:
- DFXは、特にケト還元酵素およびリパーゼ媒介変換において、特定の生体触媒用途に有望なグリーン溶媒です。
- この研究は、生体触媒における溶媒効果の酵素特異的な性質を強調しています。
- DFXは、従来の有機溶媒に代わる持続可能な選択肢を提供し、特定の酵素クラスの反応効率を高めます。
